39
e. Hukum Kekekalan Energi
Energi tidak dapat diciptakan ataupun disumnahkan, melaikan hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum
kekekalan energi. Gabungan dari energi potensial dan energi kinetik disebut energi mekanik.
1 Menurunkan hukum kekekalan energi mekanik
19 Energi mekanik
sehingga dapat ditulis jug: 20
Persamaan 19 dan persamaan 20 dikenal dengan hukum kekekalan energi mekank, yang merupakan asal mula pernyataan
“gaya konservatif”. Hukum ini berbunyi “Jika pada suatu sistem hanya bekeraj gaya-gaya
dalam yang bersifat konservatif tidak bekerja gaya luar dan gaya dalam nonkonservatif, energi mekanik sistem pada posisi apa saja selalu tetap
kekal. Artinya, energi mekanik sistem pada posisi akhir sama dengan energi mekanik sistem pada posisi awal.
” 2
Hubungan gaya konservatif dengan hukum kekekalan energi mekanik a
Gaya Berat Untuk sistem yang bergerak di bawah gaya berat, misalnya pada gerak
jatuh bebas, gerak vertikal ke atas, dan gerak peluru, energi mekaniknya terdiri atas energi potensial gravitasi
dan energi kinetik sehingga hukum kekekalan energi mekanik dapat kita tulis
sebagai berikut.
40
21 b
Gaya pegas Untuk sistem yang bergerak di bawah pengaruh gaya pegas, misalnya
pada gerak benda yang dihubungkan ke ujung pegas mendatar, energi mekaniknya terdiri atas energi potensial elastis pegas
dan energi kinetik benda
sehingga hukum kekekalan energi mekanik dapat kita tulis sebagai berikut.
22 Untuk
, maka: 23
Diketahui , maka:
24 c
Gaya gravitasi Newton Untuk sistem yang bergerak di bawah pengaruh gaya gravitasi Newton,
misalnya pada benda pada ketinggian dan laju tertentu energi mekaniknya terdiri atas energi potensial gravitasi
dan .
Dengan demikian hukum kekekalan energi mekaniknya adalah sebagai berikut.
41
Kelajuan lepas dari planet √
25 Kita lebih umum mengenal besaran percepatan gravitasi di permukaan
Bumi g= 9,8 ms
2
dan jari-jari permukaan Bumi R= 6.400 km= 6,4x10
6
m dalam 2 angka penting daripada besaran G dan massa bumi M. Oleh
karena itu, Persamaan 25 kita ubah sebagai berikut. Percepatan gravitasi g dirumuskan oleh
sehingga , yang jika disubstitusikan ke
Persamaan 25 menjadi seperti berikut.
√
√ 26
B. Penelitian yang Relevan
Kategori