Menentukan Energi Kinetik saat Menyentuh Tanah

KOMPAS.com - Seperti yang telah diketahui bahwa energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik. Bagaimanakah penerapan energi mekanik dalam menyelesaiakan suatu kasus? Berikut akan kita bahas bersama.

Soal dan Pembahasan

Sebuah benda bermassa 2 kg terletak di tanah. Benda tersebut ditarik vertikal ke atas dengan gaya 25 N selama 2 detik kemudian dipelaskan. Apabila percepatan gravitasi 10 m/s², tentukan energi kinetik benda pada saat mengenai tanah!

Energi mekanik memiliki dua jenis energi, yakni energi potensial dan energi kinetik.

Adapun energi mekanik ditulis secara matematis adalah sebagai berikut:
Em = Ep + Ek

Sekarang mari kita selesaikan permasalahan pada soal di atas.

Baca juga: Ilmuwan Temukan Dua Planet Melakukan ‘Tarian Gravitasi’

Diketahui

- Massa (m) = 2 kg
- Gaya (F) = 25 N
- Waktu (t) = 2 s
- Percepatan gravitasi = 10 m/s²

Ditanyakan

Energi kinetik (Ek).

Penyelesaian

Ketika benda ditarik vertikal dengan gaya:
F = ma
F - mg = ma
25 - (2)(10) = 2a
25 - 20 = 2a
5 = 2a
a = 2,5 m/s²

Kecepatan benda saat waktu 2 sekon dan percepatan 2,5 m/s²:
v = v0 + at
v = 0 + (2,5)(2)
v = 5 m/s

shutterstock Ilustrasi energi potensial dan energi kinetik

Ketinggian benda setelah 2 sekon:
h = v0 t + 1/2 a t²
h = (0)(2) + 1/2 (2,5)(2)²
h = 0 + 1/2(2,5)(4)
h = 5 m

Energi mekanik benda merupakan total dari energi potensial danenergi kinetik:
Em = Ep + Ek
Em = mgh + 1/2mv²
Em = (2)(10)(5) + 1/2(2)(5)²
Em = 100 + 25
Em = 125 joule

Baca juga: Inspirasi Energi: Mengenal Energi Ombak Laut yang Potensial

Ketika benda berada di tanah, maka energi potensialnya nol, karena ketinggian benda nol, sehingga:
Em = Ep + Ek
Em = 0 + Ek
Em = Ek
Ek = 125 joule

(Sumber: Kompas.com/[Risya Fauziyyah] I Editor: [Rigel Raimarda])