9 Contoh Soal Energi Kinetik dan Potensial beserta Pembahasannya Kelas 10 SMA

Soal 5

Di tepi Pantai Parangkusumo, sebuah kelapa bermassa 2 kg masih menggantung pada ketinggian 12 m di atas permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut adalah 10 m/s², besar energi potensial gravitasi yang dimiliki buah kelapa terhadap tanah adalah…

A. 120 J
B. 180 J
C. 240 J
D. 360 J
E. 480 J

Jawaban: C. 240 J
Pembahasan:
Diketahui:
m = 2 kg
h = 12 m
g = 10 m/s²
Ditanyakan: Energi potensial gravitasi (Ep)
Jawab:
Ep = m × g × h
Ep = 2 × 10 × 12 = 240 J

Soal 6

Buah durian dengan massa 3 kg menggantung pada dahan pohonnya dan memiliki energi potensial gravitasi sebesar 270 J terhadap permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi bumi dianggap 10 m/s², ketinggian buah durian tersebut dari tanah adalah…

A. 6 m
B. 9 m
C. 12 m
D. 15 m
E. 18 m

Jawaban: B. 9 m
Pembahasan:
Diketahui:
m = 3 kg
Ep = 270 J
g = 10 m/s²
Ditanyakan: Ketinggian dari tanah (h)
Jawab:
Ep = m × g × h
270 = 3 × 10 × h
270 = 30 × h
h = 270 / 30 = 9 m

Soal 7

Sebuah benda bermassa 2 kg diletakkan di atas meja yang tingginya 0,8 m dari lantai. Tepat di bawah meja tersebut ada rak buku dengan ketinggian 0,3 m dari lantai. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s², besar energi potensial gravitasi benda tersebut jika diukur terhadap lantai dan terhadap rak buku berturut-turut adalah…

A. 16 J dan 6 J
B. 16 J dan 10 J
C. 24 J dan 10 J
D. 24 J dan 16 J
E. 32 J dan 16 J

Jawaban: B. 16 J dan 10 J
Pembahasan:
Diketahui:
m = 2 kg
g = 10 m/s²
h_meja = 0,8 m (terhadap lantai)
h_rak = 0,3 m (terhadap lantai)
Ditanyakan: Ep terhadap lantai dan Ep terhadap rak
Jawab:
Energi Potensial Terhadap Lantai (h = 0,8 m):
Ep = m × g × h
Ep = 2 × 10 × 0,8 = 16 J

Energi Potensial Terhadap Rak Buku:
Tentukan acuan tinggi benda dari rak (Δh):
Δh = h_meja − h_rak = 0,8 − 0,3 = 0,5 m
Ep = m × g × Δh
Ep = 2 × 10 × 0,5 = 10 J

Soal Esai

Soal 8

Sebuah balok bermassa 2 kg dilepaskan dari puncak bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30° dan panjang lintasan bidang miring 10 meter. Berapakah kecepatan balok saat tiba di dasar bidang miring? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:
Hitung tinggi vertikal puncak (h)
h = s × sin(30°) = 10 × 0,5 = 5 meter
Gunakan Kekekalan Energi Mekanik
m × g × h = ½ × m × v²
g × h = ½ × v²
10 × 5 = ½ × v²
50 = ½ × v²
v² = 100
v = √100 = 10 m/s

Soal 9

Jerry naik kereta roller coaster. Kereta beserta penumpangnya bermassa 500 kg tersebut meluncur dari puncak lintasan A pada ketinggian 45 meter dari keadaan diam. Jika gesekan dan hambatan udara diabaikan, berapakah energi kinetik kereta saat mencapai titik B yang berada di ketinggian 15 meter? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:
Diketahui: m = 500 kg, hA = 45 m, vA = 0, hB = 15 m
EmA = EmB
EpA + EkA = EpB + EkB
(500 × 10 × 45) + 0 = (500 × 10 × 15) + EkB
225.000 = 75.000 + EkB
EkB = 225.000 – 75.000 = 150.000 Joule = 150 kJ

Baca Juga :

31 Besaran Vektor dan Skalar beserta Contoh Latihan Soal dan Jawabannya Lengkap

Tips Mengerjakan Soal Energi

Saat menjumpai contoh soal energi kinetik dan potensial, terkadang siswa kebingungan dengan apa yang harus diselesaikan terlebih dahulu. Apalagi jika soal yang diberikan berupa soal cerita HOTS. Simak tips berikut agar kamu lancar mengerjakan soal-soal terkait energi:

1. Tulis data-data yang diketahui pada soal, seperti massa, kecepatan, tinggi, konstanta pegas, dan informasi lainnya.
2. Periksa satuan yang digunakan dan ubah ke dalam SI (g, m, m/s, N/m) jika belum standar. Untuk kecepatan dalam km/jam, bagi 3,6 agar menjadi m/s.
3. Fokus pada apa yang ditanya pada soal, kemudian tentukan rumus yang akan digunakan
4. Hitung menggunakan rumus yang sudah kamu pilih
5. Tulis satuan akhir (J, m/s, kg, dll)

Jika merasa ada yang janggal atau tidak wajar, misalnya ada motor dengan kecepatan 700 m/s pada soal energi kinetik, kamu bisa mengulang kembali hasil perhitungan.

Baca Juga :

Rumus Energi Kinetik dan Potensial beserta Contoh Soal & Jawabannya

Penutup

Setelah mengerjakan contoh soal energi kinetik dan potensial di atas, apakah ada soal yang menurutmu masih terlalu sulit?

Jangan menyerah jika kamu membuat kesalahan saat mengerjakan soal-soal tersebut. Masih ada waktu untuk mempelajari teori tentang energi kinetik dan energi potensial kelas 10 SMA serta berlatih soal-soal dari yang termudah.

Ada banyak artikel tentang energi untuk siswa SMA di blog Mamikos yang dapat kamu jadikan referensi belajar. Semoga bermanfaat!

FAQ