sumber : freepik.com
Zsmart.id - Hukum kekekalan energi merupakan bagian yang tidak terpisahkan ketika kita membahas materi mengenai usaha dan energi. Pasalnya, banyak fenomena di kehidupan kita yang dapat dijelaskan melalui fenomena kekekalan energi. Pada artikel ini, kita akan mempelajari mengenai pengertian, rumus dan contoh soal dari hukum kekekalan energi.
Pengertian Hukum Kekekalan Energi
Berdasarkan buku Fundamental of Phyics : Second Edition oleh Halliday dan Resnick (1987), hukum kekekalan energi merupakan hukum yang menyatakan bahwa energi bersifat kekal. Kekal dalam artian bahwa energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan energi dapat diubah bentuknya. Contoh yang paling sederhana adalah : energi listrik berubah menjadi energi gerak dalam bentuk kipas angin, energi gerak diubah menjadi energi listrik dalam bentuk turbin listrik, energi cahaya diubah menjadi energi listrik dalam bentuk sel surya dan berbagai contoh lainnya.
Rumus Hukum Kekekalan Energi
Penurunan rumus untuk hukum kekekalan energi dapat kita tentukan dengan menggunakan pengertian yang telah kita ketahui sebelumnya mengenai konsep usaha. Semua berawal dari penggunaan hukum II Newton tentang gerak. Apabila kita melihat kembali persamaan hukum II Newton sebagai berikut :
di mana F adalah gaya (N), m adalah massa benda (kg) dan a adalah percepatan benda (m/s²). Sekarang tinjau benda bermassa m yang bergerak dengan kecepatan v₀ hingga vt dan menempuh jarak sejauh s yang memenuhi persamaan GLBB berikut :
dengan menggunakan persamaan usaha yang telah kita pelajari sebelumnya maka akan kita peroleh persamaan :
terlihat bahwa usaha yang dilakukan oleh benda yang bergerak tidak lain merupakan perubahan energi kinetik dari benda yang bergerak tersebut. Dengan cara yang sama, kita juga mengetahui bahwa usaha dari suatu benda yang mengalami perubahan ketinggian merupakan perubahan energi potensial benda tersebut. Lebih lanjut, dengan menerapkan konsep hukum kekekalan energi, maka energi mekanik sistem haruslah konstan atau tetap. Sehingga, diperoleh :
persamaan inilah yang disebut sebagai persamaan kekekalan energi.
Contoh Soal Hukum Kekekalan Energi
Setelah mengetahui secara singkat mengenai materi ini, ayo kita kerjakan latihan soal berikut.
1) Sebuah bola bermassa 520gr dijatuhkan dari atas sebuah gedung yang tingginya 250m. Tentukan kecepatan bola sesaat sebelum menyentuh tanah ?
Jawaban :
Dalam menyelesaikan soal ini, kita buat tanah sebagai titik 1 dan atap gedung sebagai titik 2. Pada titik 2, bola dijatuhkan sehingga bola tidak memiliki kecepatan awal tetapi posisi benda tersebut relatif terhadap titik 1 adalah setinggi 250m. Pada saat bola sesaat sebelum menyentuh tanah, bola tidak memiliki ketinggian namun memiliki kecepatan akhir. Sehingga, dengan menggunakan konsep ini, maka persamaan hukum kekekalan energi menjadi :
2) Lanjutan pada soal nomor 1 di atas, tentukan kecepatan akhir bola saat posisi bola berada 100m dari permukaan tanah !
jawaban :
Untuk kasus ini, posisi bola relatif dari puncak gedung adalah 150m. Sehingga, dengan menggunakan persamaan seperti pada contoh soal nomor 1 di atas diperoleh :
Demikian materi singkat mengenai hukum kekekalan energi. Semoga bermanfaat !
Post a Comment for "Pengertian Hukum Kekalan Energi, Rumus dan Contoh Soal"