Jawaban:

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.

Penjelasan:

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

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

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