Konservasi Energi Mekanik

 Nama: Abdul Qadir Zuhdi

Nim:230102019

Prodi: Teknik Mesin Reg B

Konservasi Energi Mekanik

Energi Mekanik

Ini adalah kapasitas suatu benda untuk melakukan usaha berdasarkan gerak atau konfigurasi (posisinya). Energi Mekanik adalah jumlah dari dua istilah energi berikut:

  • Energi kinetik.  Merupakan kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha berdasarkan geraknya. Misalnya, energi kinetik Angin mempunyai kapasitas untuk memutar bilah kincir angin sehingga menghasilkan listrik. Energi kinetik dinyatakan sebagai, dimana K adalah energi kinetik benda dalam joule (J), m adalah massa benda dalam kilogram dan v adalah kecepatan benda:

  • Energi potensial.  Ini adalah kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha berdasarkan konfigurasi atau posisinya. Misalnya, pegas yang dikompresi dapat melakukan kerja bila dilepaskan. Untuk keperluan artikel ini, kita akan fokus pada energi potensial suatu benda berdasarkan posisinya terhadap gravitasi bumi. Energi potensial dapat dinyatakan sebagai:

Dimana V adalah energi potensial benda dalam joule (J), m adalah massa benda dalam kilogram, g adalah konstanta gravitasi bumi (9,8 m/s²), dan h adalah tinggi benda dari permukaan bumi. Sekarang, kita mengetahui bahwa percepatan suatu benda yang dipengaruhi gaya gravitasi bumi akan berbeda-beda menurut jaraknya dari pusat gravitasi bumi.

Namun, ketinggian permukaan sangat kecil jika dibandingkan dengan jari-jari bumi, sehingga dalam praktiknya, g dianggap konstan.

Telusuri Topik lainnya di bawah Energi dan Daya Kerja

Konservasi Energi Mekanik

Jumlah total energi kinetik dan potensial suatu benda pada suatu titik waktu tertentu adalah energi mekanik totalnya. Hukum kekekalan energi mengatakan “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.”

Artinya, pada gaya konservatif, jumlah total energi kinetik dan energi potensial suatu benda tetap konstan. Sebelum kita membahas subjek ini lebih jauh, mari kita berkonsentrasi pada sifat gaya konservatif.

Kekuatan Konservatif

Gaya konservatif mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

  • Gaya konservatif diturunkan dari besaran skalar. Misalnya, gaya yang menyebabkan perpindahan atau mengurangi laju perpindahan dalam satu dimensi tanpa adanya gesekan yang terlibat dalam gerak tersebut.
  • Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif bergantung pada titik akhir geraknya. Misalnya W adalah usaha yang dilakukan, K (f) adalah energi kinetik benda pada posisi akhir dan K (i) adalah energi kinetik benda pada posisi awal:

  • Usaha yang dilakukan gaya konservatif pada lintasan tertutup adalah nol. Di sini, W adalah usaha yang dilakukan, F adalah gaya konservatif dan d adalah vektor perpindahan. Pada loop tertutup, perpindahannya nol. Oleh karena itu, usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif F adalah nol berapapun besarnya.

Bukti Kekekalan Energi Mekanik

Di sini, Δx adalah perpindahan benda di bawah gaya konservatif F. Dengan menerapkan teorema usaha-energi, kita mendapatkan: ΔK = F(x) Δx. Karena gaya bersifat konservatif, perubahan Energi potensial dapat didefinisikan sebagai ΔV = – F(x) Δx. Karena itu,

ΔK + ΔV = 0 atau Δ(K + V) = 0

Oleh karena itu untuk setiap perpindahan sebesar Δx, selisih antara jumlah energi kinetik dan energi potensial suatu benda adalah nol. Dengan kata lain, jumlah energi kinetik dan energi potensial suatu benda adalah konstan di bawah gaya konservatif. Oleh karena itu, kekekalan energi mekanik terbukti.

contoh soal:

 Sebuah benda bermassa 2kg digantungkan pada seutas tali ringan yang panjangnya 10m. Benda tersebut diberi kecepatan horizontal 50m/s. Hitunglah kelajuan massa tersebut di titik B.

Solusi :

Energi potensial di titik A, V(A) = mgh(A)
Energi kinetik di titik A, K(A) = (mv²)/2 = (2 × 2500)/2 = 2500J
Jadi, energi mekanik total di titik A, K(A) + V(A) = [2500 + V(A)]J

Energi potensial di titik B, V(B) = mg h(B) = mgh (A+10) = mg h(A) + 2 × 9,8 × 10 = [V(A) + 196]J Energi kinetik di titik
B , K(B) = (mv²)/2
Jadi, energi mekanik total di titik B, K(B) + V(B) = [K(B) + V(A) + 196]J

Dengan menerapkan hukum kekekalan energi,
V(A) + K(A) = V(B) + K(B)
Jadi, V(A) + 2500 = K(B) + V(A) + 196
atau K (B) = 2500 – 196

Jadi: (mv²)/2 = 2304
(2×v²)/2 = 2304
v = [2304] ½
Jadi, kecepatan massa di titik B = 48m/s

referensi dari: https://www.toppr.com/guides/physics/work-energy-and-power/conservation-of-mechanical-energy/




Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Dinamika Fluida

Gambar
 Nama: Abdul Qadir Zuhdi Nim:230102019 Prodi: Teknik Mesin Reg B Dinamika Fluida Fluida Dinamis Fluida sangat di perlukan dalam kehidupan sehari-hari. Setiap harinya, manusia menggunakan fluida untuk minum, mencuci pakaian, menghirup udara dan banyak kegiatan lainnya. Fluida ini dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu fluida statis dan fluida dinamis. Sifat Fluida Dinamis Guna mempermudah dalam mempelajari fenomena fluida dinamis ini, para ilmuwan telah bersepakat untuk membuat asumsi perihal fluida ideal. Sifat-sifat fluida ideal yakni di antaranya: Merupakan aliran tunak (kecepatan aliran di suatu titik ialah konstan terhadap waktu). Apabila kecepatan v pada suatu titik adalah konstan, maka aliran fluida dapat dikatakan tunak. Contoh dari aliran tunak ialah arus air yang dapat melaju dengan tenang (kelajuan aliran rendah). Merupakan aliran yang tak termampatkan, artinya fluida yang mengalir tidak mengalami perubahan volume atau massa jenis saat ditekan. Apabila afluida yang mengali...
Baca selengkapnya

Kelistrikan dan Kemagnetan

Gambar
 Nama: Abdul Qadir Zuhdi Nim:230102019 Prodi: Teknik Mesin Reg B Kelistrikan dan Kemagnetan Listrik dan Magnet Listrik dan magnet jelas merupakan salah satu topik paling menarik yang akan Anda temui dalam fisika.  Melalui artikel ini, kami akan membawa Anda memahami konsep magnetisme dan  listrik  serta hubungan di antara keduanya.  Selain itu, kita juga akan mempelajari konsep-konsep menarik yang terkait dengannya seperti pergerakan elektron, konduktor, semikonduktor dan isolator, medan magnet, dan banyak lagi. Pengantar Listrik Dan Magnet Listrik pada dasarnya adalah keberadaan dan gerak partikel bermuatan.  Di sisi lain, magnet mengacu pada gaya yang diberikan magnet ketika magnet menarik atau menolak satu sama lain.  Jadi, kita melihat betapa berbedanya mereka satu sama lain.  Setelah mempelajarinya secara detail, kita dapat memahaminya dengan lebih baik. Apa itu Listrik? Kita sering menggambarkan listrik sebagai listrik statis atau dinamis....
Baca selengkapnya

Gelombang dan Getaran

Gambar
 Nama: Abdul Qadir Zuhdi Nim:230102019 Prodi: Teknik Mesin Reg B Gelombang dan Getaran Pengertian gelombang  Gelombang adalah perambatan energi dari suatu tempat ke tempat lain tanpa menyeret materi yang dilewatinya. Beberapa jenis gelombang yang biasa ditemui, seperti: Gelombang tali Gelombang gempa Gelombang bunyi Gelombang air Gelombang air, gelombang bunyi, gelombang tali, dan gelombang gempa merambat melalui suatu medium. Mediumnya dapat berupa zat padat, zat cair atau gas. Gelombang yang seperti ini disebut gelombang mekanik. Sementara, gelombang cahaya, gelombang radio, dan gelombang mikro tidak membutuhkan medium untuk perambatnya. Gelombang yang seperti ini disebut gelombang elektromagnetik. Dalam penghitungan soal, biasanya diketahui bentuk gelombangnya seperti gelombang transversal atau gelombang longitudinal. Gelombang transversal merupakan gelombang periodik berbentuk sinusoidal yang memiliki bukit dan lembah. Satu gelombang transversal terdiri dari 1 bukit dan 1 ...
Baca selengkapnya