Jawaban:

12.9 Joule

Penjelasan:

Diketahui:

Massa benda (m) = 2 kg

Kecepatan awal (v) = 5 m/s

Ketinggian awal (h) = 10 m

Ketinggian yang dicari (h') = 5 m

Ditanyakan: Besar Energi Kinetik pada ketinggian 5 m

Kita dapat menggunakan prinsip kekekalan energi mekanik, yang menyatakan bahwa total energi mekanik suatu sistem (yang terdiri dari energi kinetik dan potensial) selalu konstan asalkan tidak ada gaya eksternal yang bekerja pada sistem tersebut. Dengan demikian, energi kinetik dan energi potensial dapat saling dikonversikan, tetapi jumlah total energi tetap konstan.

Pada ketinggian awal 10 m, benda hanya memiliki energi potensial, karena kecepatannya nol. Pada ketinggian 5 m, benda memiliki energi kinetik dan potensial. Kita dapat menentukan energi potensial pada ketinggian 5 m dengan menggunakan persamaan energi potensial gravitasi:

Ep = mgh'

dimana:

Ep = energi potensial gravitasi (Joule)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (9.81 m/s^2)

h' = ketinggian (m)

Substitusi nilai yang diketahui:

Ep = 2 kg x 9.81 m/s^2 x 5 m

Ep = 98.1 Joule

Kita juga dapat menentukan kecepatan benda pada ketinggian 5 m menggunakan prinsip kekekalan energi mekanik:

Emek awal = Emek akhir

(1/2)mv^2 + mgh = (1/2)mv'^2 + mgh'

Karena kecepatan awal benda 5 m/s ke arah bawah, maka energi kinetik pada ketinggian 5 m juga berupa energi kinetik ke arah bawah. Dengan demikian, energi kinetik pada ketinggian 5 m dapat dihitung dengan persamaan:

Ek = (1/2)mv^2 - Ep

Substitusi nilai yang diketahui:

Ek = (1/2) x 2 kg x (5 m/s)^2 - 98.1 J

Ek = 12.9 Joule

Jadi, besar Energi Kinetik pada ketinggian 5 m adalah sebesar 12.9 Joule.