Penyelesaian Masalah Kekekalan Energi

Penyelesaian Masalah Kekekalan Energi

Penyelesaian masalah berikut ini bukan merupakan proses yang dapat dilakukan dengan mengikuti satu perangkat aturan. Langkah-langkah berikut bukan merupakan resep, melainkan rangkuman langkah-langkah yang menolong Anda untuk menyelesaikan masalah yang melibatkan energi. Berikut langkah-langkahnya :
  1. Buat gambar.
  2. Tentukan sistem di mana energi akan bersifat kekal: benda atau benda-benda dan gaya-gaya yang bekerja.
  3. Tanyakan pada diri Anda sendiri besaran apa yang Anda cari, dan tentukan lokasi awal (titik 1) dan akhir (titik 2).
  4. Jika benda yang bersangkutan berubah ketinggian selama soal tersebut, pilih tingkat y = 0 untuk energi potensial gravitasi.  Titik ini bisa dipilih untuk memberikan kemudahan; titik terrendah pada soal itu biasanya merupakan pilihan yang baik.
  5. Jika ada pegas, pilih posisi sebelum teregang sebagai x (atau y) = 0
  6. Jika tidak ada gesekan atau gaya non-konservatif lainnya yang bekerja, gunakan kekekalan energi mekanik: \[EK_{1}+EP_{1}=EK_{2}+EK_{2}\]
  7. Selesaikan untuk besaran yang ingin diketahui.
  8. Jika gesekan atau gaya non-konservatif lainnya ada, diperlukan suku tambahan (WNC): \[W_{NC}=\Delta EK+\Delta EP\]
    Untuk yakin akan tanda yang diberikan pada (WNC), atau pada sisi mana dari persamaan tersebut (WNC) akan diletakkan, gunakan intuisi Anda: apakah pada proses itu energi mekanik bertambah atau berkurang?


Terima kasih sudah ke sini untuk membaca dan belajar fisika. Jangan ragu untuk menyukai posting blog, berlangganan blog dan berkomentar untuk berinteraksi lebih dengan saya. Selamat membaca ya. 

Thank you for coming here to read and study physics in this blog. Feel free to like, subscribe and comment. Have a nice reading.
Selengkapnya »
Contoh Soal dan Pembahasan Mekanisme Gerak Roller-coaster

Contoh Soal dan Pembahasan Mekanisme Gerak Roller-coaster

Roller Coaster
Roller-coaster melaju dengan menggunakan kekekalan energi. Anggap ketinggian bukit pada gambar di berikut ini adalah 40 meter, dan roller-coaster mulai dari keadaan diam pada puncak, hitung :
(a). Laju roller-coaster di kaki/dasar trek bukit tersebut!

(b). Pada ketinggian berapa lajunya menjadi setengahnya?

Penyelesaian :

Tentukan h = 0 pada kaki/dasar bukit.

(a). Kita gunakan persamaan Pemecahan Masalah Energi Kinetik  dengan v1 = 0, h1 = 40 m, dan h2 = 0 m. Maka 
\[\frac{1}{2}mv_{1}^{2}+mgh_{1}=\frac{1}{2}mv_{2}^{2}+mgh_{2}\]
\[0 + (m)(9,8\,m/s^{2})(40\,m)=\frac{1}{2}mv_{2}^{2}+0\]

m  saling meniadakan dan kita dapatkan
\[v_{2}=\sqrt{2(9,8\,m/s^{2})(40\,m)}=\,28\,m/s\]

(b). Kita gunakan persamaan yang sama pada persamaan Pemecahan Masalah Energi Kinetik , tetapi sekarang v= 14 m/s (setengah dari 28 m/s) dan h2 tidak diketahui.
\[\frac{1}{2}mv_{1}^{2}+mgh_{1}=\frac{1}{2}mv_{2}^{2}+mgh_{2}\]
\[0 + (m)(9,8\,m/s^{2})(40\,m)=\frac{1}{2}(m)(14\,m/s)^{2}+(m)(9,8\,m/s^{2})(h_{2})\]

Kita coret m dan selesaikan untuk hdan didapat h= 30 meter. Yaitu, roller-coaster memiliki laju 14 m/s ketika berada 30 meter secara vertikal di atas titik terrendah trek, baik pada saat menaiki bukit maupun pada saat menuruni bukit.

Terima kasih sudah ke sini untuk membaca dan belajar fisika. Jangan ragu untuk menyukai posting blog, berlangganan blog dan berkomentar untuk berinteraksi lebih dengan saya. Selamat membaca ya. Thank you for coming here to read and study physics in this blog. Feel free to like, subscribe and comment. Have a nice reading.

Selengkapnya »
Roller-coaster Melaju Dengan Menggunakan Kekekalan Energi

Roller-coaster Melaju Dengan Menggunakan Kekekalan Energi

https://cdn.pixabay.com/photo/2013/07/13/09/47/
rollercoaster-156027__340.png
Persamaan pada Kekekalan Energi Mekanik dapat dipakai untuk benda manapun yang bergerak tanpa gesekan di bawah pengaruh gravitasi. Sebagai contoh, gambar berikut menunjukkan sebuah roller-coaster yang mulai dari keadaan diam di puncak, dan meluncur ke bawah tanpa gesekan dari bukit trek ke bagian paling dasar trek dan naik ke bukit berikutnya.

Pada awalnya, roller-coaster hanya memiliki energi potensial. Sementara pada saat meluncur menuruni bukit, roller-coaster tersebut kehilangan energi potensial dan mendapat energi kinetik, tetapi jumlah keduanya tetap konstan. Di kaki / dasar trek, energi kinetiknya maksimum, dan pada saat menaiki bukit lagi, energi kinetik berubah kembali menjadi energi potensial. Ketika roller-coaster kembali berhenti di puncak berikutnya, semua energinya adalah energi potensial. Dengan mengetahui bahwa energi potensial sebanding dengan ketinggian vertikal, kekekalan energi menunjukkan kepada kita bahwa (dengan tidak adanya gesekan), roller-coaster berhenti pada ketinggian yang sama dengan ketinggain awalnya. Jika kedua bukit memiliki ketinggian yang sama, roller-coaster hampir tidak dapat mencapai bukit kedua ketika berhenti. Jika bukit kedua lebih rendah dari yang pertama, tidak semua energi kinetik roller-coaster diubah menjadi energi potensial, sehingga perjalanan terus dilanjutkan melalui puncak dan menuruni sisi berikutnya.

Hal ini benar (jika tidak ada gesekan) tanpa tergantung pada kecuraman bukit, karena energi potensial hanya bergantung pada ketinggain vertikal.

Terima kasih sudah ke sini untuk membaca dan belajar fisika. Jangan ragu untuk menyukai posting blog, berlangganan blog dan berkomentar untuk berinteraksi lebih dengan saya. Selamat membaca ya. 

Thank you for coming here to read and study physics in this blog. Feel free to like, subscribe and comment. Have a nice reading.

Selengkapnya »
Benda Jatuh Bebas - Penerapan Kekekalan Energi Mekanik, Hubungan Energi Potensial dan Energi Kinetik

Benda Jatuh Bebas - Penerapan Kekekalan Energi Mekanik, Hubungan Energi Potensial dan Energi Kinetik

https://cdn.pixabay.com/photo/2013/07
/18/20/25/orange-164985__340.jpg
Sebuah benda dari keadaan diam mengalami jatuh bebas. Jika ketinggian awal benda adalah 3 meter, hituglah laju batu ketika telah mencapai posisi 1 meter di atas tanah !

Penyelesaian :

Karena v1 = 0 (saat pelepasan), h2 = 1 meter, dan g = 9,8 m/spersamaan pada Pemecahan Masalah Energi Potensial dan energi Kinetik Menggunakan Kekekalan energi Mekanik , memberikan 
\[\frac{1}{2} m v_{1}^{2} + m g h_{1} = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} + m g h_{2}\]
\[0 + (m)(9,8\,\frac{m}{s^{2}})(3,0\,m) = \frac{1}{2} m v^{2} + (m)(9,8\,\frac{m}{s^{2}})(1,0\,m)\]
m saling meniadakan, dan selesaikan untuk v22 (yang kita lihat ternyata tidak bergantung pada m), kita dapatkan

\[v_{2}^{2}=2[(9,8\,\frac{m}{s^{2}})(3,0\,m)-(9,8\,\frac{m}{s^{2}})(1,0\,m)]=39,2\,m^{2}/s^{2}\]
dan diperoleh \[v_{2}=\sqrt{39,2}\,m/s=6,3\,m/s\]

Terima kasih sudah ke sini untuk membaca dan belajar fisika. Jangan ragu untuk menyukai posting blog, berlangganan blog dan berkomentar untuk berinteraksi lebih dengan saya. Selamat membaca ya. 

Thank you for coming here to read and study physics in this blog. Feel free to like, subscribe and comment. Have a nice reading.

Selengkapnya »
Pemecahan Masalah Energi Potensial Dan Energi Kinetik Menggunakan Kekekalan Energi Mekanik

Pemecahan Masalah Energi Potensial Dan Energi Kinetik Menggunakan Kekekalan Energi Mekanik

https://pixabay.com/en/diving-leaping-ocean-jump-outdoors-1600668/
Suatu contoh sederhana dari kekekalan energi mekanik adalah sebuah benda yang dibiarkan jatuh dari ketinggian h di bawah pengaruh gravitasi (dengan mengabaikan hambatan udara). Begitu dijatuhkan, benda tersebut yang semula dalam keadaan diam, hanya memiliki energi potensial. Sewaktu jatuh, energi potensialnya berkurang karena ketinggiannya berkurang. Akan tetapi, energi kinetiknya bertambah karena semakin lama, bertambah kecepatannya. Bertambahnya energi kinetik mengimbangi berkurangnya energi potensial, sehingga jumlah keduanya tetap (konstan). Pada setiap titik pada lintasan, energi mekanik total dinyatakan dengan
\[EM = EK + EP = \frac{1}{2} m v^{2} + m g h\]
di mana, h  adalah ketinggian benda di atas permukaan pada saat tertentu dan v  adalah lajunya pada titik tersebut. Jika kita tentukan indeks 1 menyatakan benda pada satu titik di lintasannya (misalnya titik awal), dan indeks 2 menyatakan posisi berikutnya, maka dapat kita tuliskan
\[EM_{1}=EM_{2}\]
\[\frac{1}{2} m v_{1}^{2} + m g h_{1} = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} + m g h_{2}\]

Persis sebelum benda mengenai dasar permukaan, semua energi potensialnya akan telah diubah menjadi energi kinetik. Kita bisa melihat ini dengan persamaan di atas. Awalnya (titik 1), kita tentukan h1 = h dan v1 = 0 (batu dari keadaan diam). Lalu kita tentukan h= 0, sehingga dari persamaan di atas kita dapatkan 

\[0 + m g h_{1} = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} + 0\]
Atau \[EK_{2} = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} = m g h = EP_{1}\]

Energi potensial awal berubah menjadi energi kinetik

Terima kasih sudah ke sini untuk membaca dan belajar fisika. Jangan ragu untuk menyukai posting blog, berlangganan blog dan berkomentar untuk berinteraksi lebih dengan saya. Selamat membaca ya. 

Thank you for coming here to read and study physics in this blog. Feel free to like, subscribe and comment. Have a nice reading.

Selengkapnya »

Usaha Energi Daya

Listrik Magnet

Soal Jawab

Mekanika

Impuls Momentum

Universitas

Optik