energi potensial benda sama dengan usaha yang sanggup dilakukan gaya beratnya selama jatuh menempuh jarak
h.
h g
m h
w Ep
. .
.
4.6 Dengan:
Ep = Energi potensial joule
w = berat benda N
m = massa benda kg
g = percepatan gravitasi ms
2
h = tinggi benda m
Energi potensial gravitasi tergantung dari : percepatan gravitasi bumi dan kedudukan benda , massa benda
4.3.3 Energi Potensial Pegas
Energi potensial yang dimiliki benda karena elastik pegas. Gaya pegas F = k.x
4.7 Ep Pegas
Ep = ½ k. x
2
4.8 dengan:
k = konstanta gaya pegas x = regangan
Hubungan usaha dengan Energi Potensial:
2 1
Ep Ep
Ep W
4.9
4.4 Energi Mekanik
Energi mekanik Em adalah jumlah antara energi kinetik dan
energi potensial suatu benda.
Ep Ek
Em
4.10 Karena energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan atau
energi itu kekal, maka berlaku hukum Kekekalan Energi. Nila konteks yang dibahas adalah energi mekanik, maka berlaku Kekekalan Energi
Mekanik yang dituliskan.
2 1
Em Em
2 2
1 1
Ep Ek
Ep Ek
4.11
Di unduh dari : Bukupaket.com
Contoh Soal 4: Sebuah benda dengan berada pada bidang miring dengan sudut
kemiringan 30
o
bergerak ke atas karena mendapatkan beberapa gaya, tiga gaya di antaranya F
1
= 40 N mendatar; F
2
= 20 N tegak lurus bidang miring,
F
3
= 30 N sejajar bidang miring. Hitunglah kerja yang dilakukan oleh masing-masing gaya bila benda berpindah sejauh 0,80
m ke atas.
Penyelesaian:
Kita mencari komponen F
1
yang sejajar arah perpindahan yaitu F
1
cos 30
o
= 40.0,866 = 34,6 N, maka kerja yang dilakukan F
1
adalah F
1
cos 30
o
. S = 34,6 . 0,8 = 28 Joule. Gaya F
2
tidak melakukan kerja karena gaya ini tegak lurus terhadap arah perpindahan. Kerja yang dilakukan
oleh F
3
yang sejajar dengan arah perpindahan adalah F
3
.S = 30.0,8 = 24 Joule.
Contoh Soal 5: Sebuah benda bermassa 300 gr meluncur sepanjang 80 cm di atas meja
horisontal. Berapakah kerja yang dilakukan pada benda tersebut oleh gaya gesekan yang diperoleh dari meja jika koefisien gesekan 0,2 pada
benda tersebut? Penyelesaian:
Pada benda yang bergerak di bidang datar gaya normal sama dengan gaya berat, maka gaya gesekan yang terjadi adalah f =
P
.mg = 0,2. 0,300.9,8 = 0,588 N
Kerja yang dilakukan gaya gesekan ini adalah f cos 180
o
. S = 0,588 - 1.0,80 = - 0,470 Joule tanda negatif menyatakan kerja oleh gaya
gesekan mengurangi energi kinetik benda.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Contoh Soal 6: Sebuah pegas dengan konstanta pegas 400 Nm, ditempatkan pada
sebuah dinding, ujung pegas lain bebas di bidang datar yang licin. Jika sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 10 ms
menumbuk ujung pegas tersebut, berapa pemendekan maksimum yang dapat ditekan oleh benda tersebut?
Penyelesaian: Berlaku kekekalan energi mekanik,
E
K
+ E
P gravitasi
+ E
P pegas
= E
P
‘
pegas
+ E
K
’+ E
Pgravitasi
’ ½ mv
2
+ 0 + 0 = ½ kx
2
+ 0 + 0 sehingga x = v
k m
= 10
400 2
= ½
2
m
4.5 Kerja oleh Gaya Konservatif dan oleh Gaya Non-Konservatif
