101
Fisika SMAMA XI
besarnya konstan. Dengan demikian besarnya jumlah energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama
terjadi gerakan. Persamaan 14 disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
. Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi kinetik.
Energi Mekanik = K + U
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah:
.... 15
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah:
.... 16
Kerjakan soal berikut Mobil bergerak menempuh jarak seperti
gambar di samping ini Bila massa mobil adalah 2 ton, tentukan
energi potensial mobil tersebut berada di titik B dan C gunakan titik A sebagai acuan
hA = 0
C. Energi Potensial Sistem Planet
Life Skills : Kecakapan Akademik
Kita sudah mempelajari energi potensial dan energi kinetik sistem massa pegas dan benda gravitasi bumi.
Sekarang kita akan mempelajari sistem planet. Mari kita tinjau sistem matahari dan planetnya. Massa matahari adalah
M
dan massa planet adalah m. Bila mula-mula jarak antara
Fisika SMAMA XI
102
matahari dan planet r
1
kemudian berubah menjadi berjarak r
2
, harus ada energi agar jarak antara matahari dan planet berubah. Tenaga itu kita namakan energi potensial gravitasi.
Kalian masih ingat bukan energi potensial adalah energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi sistem. Sesuai
persamaan 12, perubahan energi potensial gravitasi antara matahari dan planetnya untuk merubah posisi planet dari r
1
menjadi r
2
sama dengan minus usaha yang dilakukan gaya gravitasi agar posisinya berubah dari r
1
menjadi r
2
. Usaha yang dilakukan adalah agar berpindah sejauh dr adalah dU.
Jadi, usaha yang dilakukan gaya gravitasi adalah:
atau ....
17
Gaya gravitasi F searah dengan perpindahan maka dW
= -Fdr. Bila U sama dengan nol di titik tak terhingga dan jarak r
2
adalah jarak pisah di titik r dan r
1
di tak hingga maka persamaan 17 menjadi
Energi potensial gravitasinya adalah: .... 18
Ketika kita mempelajari tentang gaya gravitasi kita dapatkan bahwa planet yang mengitari matahari dengan jarak
r memiliki hubungan antara jarak dengan kecepatannya
sebagai:
