13 Contoh Soal Hukum Kekekalan Energi dan Jawabannya untuk Bahan Belajar

Panas yang didapat dari matahari, listrik yang kamu gunakan, atau benda yang bergerak merupakan contoh dari hukum kekekalan energi di sekitar kita, lho.

Menariknya, fenomena tersebut bisa dihitung dan dijelaskan melalui konsep dasar fisika yang sederhana dengan memahami cara kerja perpindahan dan perubahan energi. ☀️

Oleh karena itu, agar hukum ini lebih mudah untuk kamu pahami, yuk, ikuti pembahasan serta contoh soal hukum kekekalan energi dan jawabannya lengkap yang tersedia di artikel ini. 📖✏️

Hukum Kekekalan Energi

Baca Juga :

Contoh Latihan Soal Hukum Boyle dan Pembahasannya dengan Rumus | Fisika Kelas 9 SMP

Dikutip dari gramedia.com, hukum kekekalan energi merupakan salah satu prinsip dasar dalam Fisika yang menyatakan bahwa energi tidak bisa diciptakan maupun dimusnahkan. Artinya, jumlah energi sebelum dan sesudah suatu peristiwa akan tetap sama.

Energi memang bisa berubah bentuk, tetapi besarannya selalu tetap. Dalam konteks ini, bentuk-bentuk energi yang dimaksud mencakup energi kinetik, energi potensial, energi mekanik, hingga bentuk energi lainnya.

Konsep tersebut pertama kali dipopulerkan oleh ilmuwan asal Inggris, James Prescott Joule. Ia menyimpulkan bahwa energi hanya berpindah atau bertransformasi, bukan hilang.

Bunyi hukum kekekalan energi yang terkenal adalah “energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.”

Baca Juga :

45 Contoh Soal Energi Kinetik beserta Jawabannya SMA Kelas 10

Rumus Hukum Kekekalan Energi

Pada sistem yang memenuhi syarat hukum kekekalan energi, total energi mekanik pada posisi awal akan sama dengan total energi mekanik pada posisi akhir.

Nah, sebelum nanti Mamikos bahas tentang contoh soal hukum kekekalan energi dan jawabannya, berikut adalah rumus yang bisa dipakai:

[Em1=Em2]

Atau dalam bentuk komponen energinya:

[Ek1+Ep1=Ek2+Ep2]

Keterangan:

• Eₘ₁ : Energi mekanik awal
• Eₘ₂ : Energi mekanik akhir
• Eₖ₁ : Energi kinetik pada kondisi awal
• Eₚ₁ : Energi potensial pada kondisi awal
• Eₖ₂ : Energi kinetik pada kondisi akhir
• Eₚ₂ : Energi potensial pada kondisi akhir

Baca Juga :

45 Contoh Soal Pengukuran Besaran dan Satuan dan Jawabannya dalam Materi Fisika Kelas 10 SMA

Contoh Soal Hukum Kekekalan Energi dan Jawabannya Lengkap

Selanjutnya, di bawah ini tersedia 13 contoh soal hukum kekekalan energi dan jawabannya yang bisa kamu pelajari di rumah.

Setiap soal sudah dilengkapi dengan langkah-langkah pengerjaannya sehingga lebih mudah untuk dipahami. Yuk, langsung saja kita mulai!

1. Sebuah bola dengan massa 2 kg dilepaskan dari ketinggian 20 meter di atas tanah dan dibiarkan jatuh bebas. Dengan percepatan gravitasi 10 m/s², berapakah kecepatan bola ketika posisinya tinggal 5 meter dari permukaan tanah?

Jawaban:

Saat bola turun dari 20 meter ke 5 meter, berarti terjadi penurunan ketinggian sebesar 15 meter. Berdasarkan hukum kekekalan energi, energi potensial yang hilang berubah menjadi energi kinetik.

Ep hilang = m g h = 2 × 10 × 15 = 300 J
Ek = ½ m v²

300 = ½ × 2 × v²
300 = v²
v = √300
v = 10√3 m/s

Jadi, kecepatannya adalah 10√3 m/s.

2. Sebuah benda mengalami perpindahan sejauh s meter ke arah kanan. Pada benda tersebut bekerja dua gaya.

Gaya pertama 10 N mengarah ke kiri, sedangkan gaya kedua besarnya 25 N mengarah ke kanan dan membentuk sudut 30° terhadap arah horizontal. Jika usaha total dari kedua gaya tersebut adalah 46,6 J, berapakah nilai s?

Jawaban:

Usaha total adalah penjumlahan usaha tiap gaya.

Total usaha:
[Wtotal=-10s+21,65s=11,65s]

Diketahui (Wtotal=46,6):
[11,65s=46,6]
[s=4 meter]

Jadi, perpindahannya adalah 4 meter.