Sebuah Benda Bermassa 1 Kg Dilepaskan Dari Ketinggian A, Mengikuti Lintasan Seperempat Lingkaran Dengan Jari-jari 125 Cm. Panjang Lintasan Bc Adalah 2 Meter Dan Benda Berhenti Di C. Usaha Yyang Dibutuhkan Untuk Menempuh Lintasan Bc Adalah…

Halo kawan kawan,

Mari kita bahas soal berikut ini

 

Soal:

sebuah benda bermassa 1 kg dilepaskan dari ketinggian A, mengikuti lintasan seperempat lingkaran dengan jari-jari 125 cm. panjang lintasan BC adalah 2 meter dan benda berhenti di C. Usaha yyang dibutuhkan untuk menempuh lintasan BC adalah…

Jawaban:

Jawaban yang benar adalah 12,5 J.

Persoalan ini dapat diselesaikan dengan konsep teorema usaha-energi pada lintasan BC dan hukum kekekalan energi mekanik pada lintasan AB.

Dalam teorema Usaha-energi, Usaha yang dilakukan oleh gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik yang dialami benda itu. Secara matematis ditulis :
W = ∆EK
W = EK2 – EK1
W = ½.m.v2² – ½.m.v1²
W = ½.m.(v2² – v1²)
dengan :
W = usaha (J)
m = massa (kg)
v1 = kecepatan awal (m/s)
v2 = kecepatan akhir (m/s)

Energi mekanik adalah hasil penjumlahan dari energi kinetik dan energi potensial.
Energi mekanik pada semua posisi adalah tetap.

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukannya terhadap suatu acuan.
Persamaannya adalah sebagai berikut :
EP = m g h
dengan :
EP = energi potensial (J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = ketinggian dari acuan (m)

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya.
Rumus dari energi kinetik adalah :
EK = ½ m v²
dengan :
EK = energi kinetik (J)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)

Diketahui :
m = 1 kg
g = 10 m/s²
RA = hA = 125 cm = 1,25 m
vA = 0
hB = 0
BC = 2 m
vC = 0

Ditanya :
W pada lintasan BC = ….?

Penjelasan:

Gunakan kekekalan energi mekanik pada lintasan AB.
karena vA = 0 maka EKA = 0 dan hB = 0 maka EPB = 0
EMA = EMB
EPA + EKA = EPB + EKB
m g hA + 0 = 0 + ½ m vB²
g hA = ½ vB²
vB² = 2 g hA
vB = √(2 g hA)
vB = √(2 x 10 x 1,25)
vB = 5 m/s

Gunakan teorema usaha-energi pada lintasan BC.
W = ½ m(vC² – vB²)
W = ½(1)(0² – 5²)
W = -12,5 J
Tanda negatif menyatakan usaha yang dikerjakan oleh gaya gesekan.

Jadi usaha yang dibutuhkan untuk menempuh lintasan BC adalah 12,5 J.
 

Semoga jawaban dan penjelasan diatas dapat membantu kawan belajar ya. apabila ada pertanyaan silakan berkomentar dibawah ini.

 

Salam sukses selalu

 

Leave a Comment