Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Hukum Kekekalan Energi Mekanik - Pada sistem yang terisolasi (hanya bekerja gaya berat dan tidak ada gaya luar yang bekerja) selalu berlaku energi mekanik total sistem konstan.

Energi total yang dimaksud pada hukum kekekalan energi mekanik adalah jumlah antara energi potensial dengan energi kinetik.

Energi potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukannya. Energi ini tersembunyi pada benda tetapi bila di beri kesempatan energi ini bisa di manfaatkan contoh misalnya energi potensial pada pegas yang ditarik terjadi juga pada pada karet atau busur panah. Contoh yang kedua adalah Energi potensial gravitasi yaitu energi yang dimiliki benda yang disebabkan oleh ketinggian terhadap suatu titik acuan tertentu.

Besar energi potensial gravitasi sebanding dengan massa, percepatan gravitasi serta ketinggian

Ep = m g h

Keterangan

• m=massa(kg)
• g=percepatan gravitasi(m/s²)
• h=ketinggian(m)

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya misalnya anak panah yang lepas dari busur memiliki kecepatan dan massa tertentu maka anak panah tersebut memiliki energi kinetik yang besarnya berbanding lurus dengan massa serta kecepatan kuadrat.  Dalam persamaan

Ek = ½ mv²

Keterangan

• Ek= energi kinetik(Joule)
• m=massa(kg)
• v=kecepatan(m/s)

Energi Mekanik

Energi mekanik adalah jumlah total dari energipotensial dengan energi kinetik atau

Em= Ep + Ek

Menurut hukum kekekalan energi mekanik bahwa jumlah energi mekanik selalu tetap dengan syarat tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem.

Em₁ =Em₂

Ep₁ + Ek₁ = Ep₂ + Ek₂

m g h₁ + ½ mv₁² = m g h₂ + ½ mv₂²

Penerapan hukum kekekalan energi mekanik adalah pada kasus benda jatuh dipermukaan bumi atau berada dalam medan gravitasi bumi. Berhubungan dengan hukum kekekalan energi mekanik dapat disimpulkan.

1. Pada kedudukan awal, kelajuan sama dengan nol sehingga Ek=0, s atau gerak jatuh bebas.  Sedangkan energi potensial Ep mencapai nilai maksimum, sama dengan energi mekaniknya.
2. Pada keadaan selanjutnya, energi potensial berkurang dan berubah menjadi energi kinetik. Pada setengah perjalananya, besar energi potensial sama dengan energi kinetik.
3. Pada saat menyentuh tanah (bidang acuan), seluruh energi potensial berubah menjadi energi kinetik sehingga energi potensialnya Ep=0, sedangkan energi kinetik Ek= mencapai nilai maksimum, sama dengan energi mekaniknya.

Energi potensial, energi kinetik serta energi kinetik merupakan besaran skalar sama halnya dengan usaha oleh karena dimensi serta satuannya juga sama.