SOAL dan JAWAB Energi potensial dan Energi Kinetik

1. Sebuah sepeda yang massanya 40 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan besar energi kinetik sepeda tersebut!

Pembahasan

diketahui :

m = 40 kg

v = 10 m/s 

ditanya :

Energi kinetik suatu benda ?

Jawab 

Ek = ¹/₂ m v²
Ek = ¹/₂ x 40 x 10²
Ek = 2000 joule 

Jadi Energi Kinetik benda tersebut adalah 2. 000 Joule = 2 KJ

2. Sebuah sepeda yang massanya 40 kg bergerak dengan mengeluarkan energi kinetik sebesar 720 Joule. Tentukan Kecepatan sepeda tersebut!

Pembahasan
Diketahu :

m = 40 kg

Ek = 720 Joule

Ditanya:

Kecepatan benda?

Jawab:

Ek   = ¹/₂ m v²
720 = ¹/₂ x 40 x v²
720 = 20 x v²
720 / 20 = v²
36          = v²
v            = √36 = 6 m/s

 Jadi Kecepatan benda tersebut adalah 6 m/s

3. Buah pepaya bermassa 0,5 kg tergatung pada tangkainya yang berada pada ketinggian 2 m dari atas tanah. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s² tentukan besar energi potensial yang dimiliki oleh buah pepaya tadi!

Pembahasan
Diketahui:

m = 0,5 kg

h = 2 m

g = 10 m/s2

Ditanya 

Energi potensial gravitasi?

Jawab :
Ep = m x g x h
Ep = 0,5 x 10 x 2
Ep = 10 joule
 Jadi Energi potensial gravitasinya adalah 10 joule

4. Seekor burung sedang melayang terbang pada ketinggian 10 m di atas tanah dengan kecepatan konstan sebesar 10 m/s. Jika massa burung adalah 2 kg, tentukan:
a) Energi kinetik burung
b) Energi potensial burung
c) Energi mekanik burung

Pembahasan
Diketahui:

h = 10 m

v = 10 m.s

m = 2 kg

Ditanya :

a. Ek ?

b. Ep?

c. Em ?

Jawab:

a) Ek = ¹/₂ mv²
    Ek = ¹/₂ x 2 x 10²
    Ek = 100 joule

b) Ep = m g h
    Ep = 2 x 10 x 10
    Ep = 200 joule

c) EM = Ep + Ek
    EM = 200 + 100
    EM = 300 joule

5. Sebuah benda memiliki energi kinetik sebesar 5000 Joule. Jika kecepatan benda tersebut dijadikan setengah dari kecepatan benda mula-mula, tentukan energi kinetiknya sekarang!

Pembahasan
Diketahui :

Ek1= 5000 joule

V2 = 0,5 V1

Ditanya :

Ek2?

Jawab :

Dari rumus energi kinetik
Ek₁ = 1/2 m v²= 5.000 joule

Ek₂ = ½. m .(0,5. V)²

Ek₂ = ½.m.¼ .V²

Ek₂ = ¼.½ .m. V²

Ek₂ = 1/4. Ek₁

Ek_{2 =} ¼ . 5 000 joule

Ek₂ = 1.250 joule

 

6. Sebuah benda yang tidak diketahui massanya jatuh dari ketinggian tertentu. Saat tinggi dari atas tanah 50 m, kecepatannya adalah 20 m/s.

Tentukan perbandingan energi kinetik dan energi potensial benda pada saat itu, gunakan percepatan gravitasi bumi 10 m/s²

Pembahasan

Diketahui:
v = 20 m/s
h = 50 m

Ditanya
Ek : Ep ?

Jawab :

 

7. Buah kelapa dengan massa 2 kg berada pada tangkainya setinggi 5 meter di atas tanah sedangkan buah nangka bermassa 3 kg berada pada 4 meter di atas tanah.

Tentukan perbandingan energi potensial yang dimiliki keduanya.


Pembahasan
Diketahui :

m1 = 2 kg

h 1 = 5 m

m2 = 3 kg

h2 = 4 m

Ditanya :

Ep1 : Ep2 ?

Jawab :

 

Perbandingan energi potensialnya adalah 5 : 6