Hukum Kekekalan Energi & Rumus + Contoh Soal [LENGKAP]

Hukum Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi merupakan konsep hukum energi yang ditemukan oleh Prescott Joule. Dimana hukum kekekalan energi ini menyatakan bahwa energi adalah hal yang kekal atau tetap. Sehingga dapat dikatakan bahwa energi tidak akan bisa dimusnahkan atau diciptakan, melainkan energi hanya dapat berubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya.

Bunyi hukum kekekalan energi adalah energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan, hanya bisa diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Dalam penggolonggannya, energi terbagi menjadi 3 jenis yaitu energi kinetik, energi potensial dan energi mekanik.

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah jenis energi yang biasanya dimiliki oleh benda bergerak. Energi kinetik memiliki nama lain yang berupa energi gerak. Sehingga benda apapun yang bisa bergerak dan memiliki gerak tentu akan memiliki energi kinetik.

Dimana energi kinetik ini akan dipengaruhi oleh massa dan kecepatan sehingga benda tersebut bergerak. Besarnya energi kinetik akan berbanding lurus terhadap besarnya massa dan kecepatan suatu benda yang bergerak. Sehingga rumus yang digunakan untuk mengetahui besarnya energi kinetik suatu benda yang bergerak adalah:

Keterangan:

E_k = energi kinetik

m = massa benda

v = kecepatan suatu benda

Contoh Soal Energi Kinetik

Untuk mempermudah dalam memahami energi kinetik ini, akan lebih mudah jika langsung mengerjakan beberapa contoh soal. Dimana berikut merupakan beberapa contoh soal untuk menyelesaikan pembahasan mengenai energi kinetik:

1. Sebuah sepeda yang memiliki beban massa sebesar 10 kg sedang melaju dengan kecepatan 25 m/s. Hitunglah berapa besar energi kinetik pada laju bola yang jatuh tersebut?Pembahasan:

Diketahui: massa 10 kg, kecepatan 25 m/s

Maka, Energi kinetik (Ek) = ½.10.25²= 3125 Joule

2. Sebuah mobil sedang melaju dengan kecepatan tinggi 100 km/jam. Dimana jika mobil tersebut memiliki berat sebesar 500 kg, maka berapa jumlah energi kinetik yang dihasilkan oleh mobil tersebut?

Pembahasan:

Diketahui: massa 500kg, kecepatan 100 km/jam

Maka, energi kinetik (Ek) = ½ .500.100²= 5.000.000 Joule.

Energi Potensial

Energi potensial adalah jenis energi yang dimiliki oleh benda karena posisi benda tersebut bisa menghasilkan energi. Energi potensial akan tersimpan dalam benda dan akan dimanfaatkan ketika energi tersebut diperlukan.

Energi potensial yang paling sering dikenal dalam kehidupan sehari-hari adalah energi potensial pada benda pegas. Rumus yang digunakan untuk mengetahui seberapa energi potensial yang dihasilkan suatu benda adalah:

Keterangan:

E_p = energi potensial

m = massa benda

g = gravitasi bumi

h = tinggi benda

Contoh Soal Energi Potensial

Untuk mempermudah dalam memahami energi potensial, akan lebih mudah jika langsung mengerjakan beberapa contoh soal. Dimana berikut merupakan beberapa contoh soal untuk menyelesaikan pembahasan mengenai energi potensial:

1. Sebuah bola memiliki massa sebesar 1 kg, dan bola diletakkan diatas meja. Dimana ketinggian meja tersebut adalah 1 meter, sehingga berapakah energi potensial yang akan dihasilkan. Jika diketahui gravitasi buminya adalah 10 m/s².Pembahasan:

Diketahui: massa 1 kg, tinggi benda 1 meter.

Maka, energi potensial (EP) = m.g.h = 1.1.10 = 10 Joule.

2. Diatas pohon yang tingginya mencapai 5 meter, memiliki buah yang beratnya mencapai 0,5 kg. Jika gravitasi bumi yang dimiliki adalah sebesar 10 m/s². Maka, berapa besar energi potensial yang akan dihasilkan?

Pembahasan:

Diketahui: massa 0,5 kg, tinggi benda 5 meter.

Maka, energi potensial (EP) = m.g.h = (0,5).5.10 = 25 Joule

Energi Mekanik

Energi mekanik merupakan gabungan dari energi yang dihasilkan oleh energi potensial dan energi kinetik. Hal ini disebabkan ketika suatu benda bergerak, akan dibutuhkan suatu usaha yang akan merubah posisi dari benda. Sehingga hal ini dinamakan energi mekanik.

Sama halnya dengan jenis energi-energi lainnya, energi mekanik memiliki satuan J atau Joule. Rumus yang digunakan dalam energi mekanik adalah penggabungan dari energi potensial dan energi kinetik. Sehingga rumus yang digunakan untuk memperoleh hasil energi mekanik adalah:

EM = E_p + E_k

Keterangan:

EM = energi mekanik

E_p = energi potensial

E_k = energi kinetik

Contoh Soal Energi Mekanik

Untuk mempermudah dalam memahami energi mekanik, akan lebih mudah jika langsung mengerjakan beberapa contoh soal. Dimana berikut merupakan beberapa contoh soal untuk menyelesaikan pembahasan mengenai energi mekanik:

1. Sebuah apel yang berada diatas meja dengan ketinggian 1 meter jatuh ke lantai. Dengan berat apel yang diketahui adalah sebesar 200 gram. Jika gravitasi bumi yang diketahui adalah 10 m/s², maka berapa besar energi mekanik apel tersebut?Pembahasan:

Diketahui: massa 200 gram (0,2 kg), Gravitasi 10 m/s², tinggi 1 meter

Maka, Energi mekanik?

EM = Ep + Ek (dimana Ek diasumsikan memiliki nilai 0 karena kecepatan jatuhnya tidak diketahui.

EM = Ep + 0

EM = 0,2.10.1

EM = 20 Joule

2. Sebuah bola yang bermassa 0,5 kg dijatuhkan dari pohon dengan tinggi sebesar 3 meter, jika diketahui nilai gravitasi bumi sebesar 10 m/s², maka berapa besar energi mekanik yang dihasilkan?

Pembahasan:

Diketahui: massa 0,5 kg, Gravitasi 10 m/s², tinggi 3 meter,

Maka, Energi mekanik?

EM = Ep + Ek (dimana Ek diasumsikan memiliki nilai 0 karena kecepatan jatuhnya tidak diketahui.

EM = Ep + 0

EM = 0,5.10.3

EM = 15 Joule

Nah, beberapa hukum kekekalan energi beradasarkan berbagai macam energi yang ada bisa menjadikan wawasan dan ilmu pengetahuan anda menjadi meningkat. Sehingga anda bisa terus belajar dan memahami banyak ilmu pengetahuan.

Berbagai macam energi yang ada tentu akan memiliki berbagai macam penjelasan dan perbedaan, sehingga hal ini bisa dijadikan sebagai bahan belajar anda dalam menempuh dan memahami suatu hal. Semoga artikel ini bermanfaat untuk anda.

Editor: Muchammad Zakaria