Hasil Diskusi Kelompok tentang Energi Mekanik

HASIL DISKUSI KELOMPOK 4 KELAS XI IA1
”ENERGI MEKANIK”

ANGGOTA
MUTIARA SARI W
NAWANG KUSUMA
NITRIA DAMAYANTI
NURUL AYU A
NURUL FAIZAH
RISKA DEASY A.P
ROSSY ANITA S


PENDAHULUAN

A. Tujuan
Memahami pengertian energi mekanik, mengetahui cara dan menghitung energi mekanik, serta memahami hubungan energi mekanik dengan cara :
a. Melakukan penghitungan jumlah energi mekanik setiap saat.
b. Mengetahui enegri kinetik, energi potensial serta mengetahui pula contoh aplikasi energi mekanik dalam kehidupan sehari hari.

B. Landasan Teori
Dalam kehidupan kita sehari hari terdapat banyak sekali jenis energi, selain energi potensial dan energi kinetik pada benda-benda biasa ( skala makroskopis ) terdapat juga bentuk energi lain misalnya; energi mekanik, energi mekanik ini merupakan penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potensial secara tidak kita sadari, energi mekanik sering juga diaplikasikan dalam kehidupan kita sehari-hari, contohnya kelapa jatuh dari pohonnya, ketika melempar bola keatas ,dan masih banyak lagi.
Untuk lebih jelasnya, mari kita bahas bersama-sama mengenai energi makanik.

C. Permasalahan
1. Jelaskan pengertian energi mekanik ?
2. Tuliskan rumus enegri mekanik, disertai keterangannya ?
3. Bagaimana hubungan energi mekanik dengan
a. Jumlah energi mekanik setiap saat ? dan,
b. Energi kinetik dan energi potensial ?
4. Sebutkan contoh aplikasi energi mekanik dalam kehidupan sehari-hari minimal tiga contoh ?
a. Kerjakan soal-soal energi mekanik dari LKS fisika.
b. Pertanyaan yang di buat sendiri, minimal 8 pertanyaan ?

D. Pembahasan
1. Pengertian
Energi mekanik adalah energi yang di miliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.

2. Rumus
Em = Ek+Ep Atau Ek1+Ep1 =Ek2+Ep2

½m. V1² +M.g.h1 = ½m.V2² + m.g.h2


Keterangan :
M : massa benda (kg)
g : percepatan gravitasi ( M/s² )
h1 : ketinggian benda dari titik A sampai tanah(M)
h2 : ketinggian benda dari titik B sampai tanah(M)
V1 : kecepatan awal benda di titik A (m/s)
V2 : kecepatan awal benda di titik B (m/s)

3. Energi Mekanik
a. Hubungan energi mekanik dengan jumlah energi mekanik setiap saat.
Jumlah total energi potensial (Ep) dan energi kinetik (Ek) sama dengan energi mekanik (Em).
Secara sistematis dapat ditulis :

Em = Ep + Ek

Ketika benda berada pada kedudukan awal (h1), energi mekanik benda adalah :
Em1 = Ep1 + Ek1



Ketika benda berada pada kedudukan akhir (h2), energi mekanik benda adalah :

Em2 = Ep2 + Ek2

Apabila tidak ada gaya tak-konservatif yang bEkerja pada benda maka energi mekanik benda pada posisi awal sama dengan energi mekanik benda pada posisi akhir.
Secara matematis kita tulis :
Em1 = Em2

Jadi, energi mekanik sama dengan jumlah energi mekanik setiap saat, hal ini dikarenakan energi mekanik selalu bernilai tetap ( konstan ) meskipun jumlah energi kinetik dan energi pontesialnya berubah-ubah.

b. Hubungan energi mekanik dengan energi kinetik dan energi potensial.
Jumlah total energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep) disebut energi mekanik (Em) ketika terjadi perubahan energi dari EP menjadi Ek atau Ek menjadi Ep, walaupun salah

satunya berkurang, bentuk energi lainnya bertambah, misalnya ketika EP berkurang, besarnya EK bertambah, demikian juga ketika EK berkurang, pada saat yang sama besar Ep bertambah total energinya tetap sama, yakni energi mekanik. energi mekanik (Em) selalu tetap alias kekal selama terjadi perubahan energi antara Ep dan Ek.

4. Contoh aplikasi energi mekanik dlam kehidupan sehari-hari
a. Peristiwa jatuhnya buah mangga dari pohon.
Buah mangga yang menggelayut di tangkai memiliki energi potensial pada saat buah jatuh, energi potensialnya berkurang sepanjang lintasan geraknya menuju ke tanah. Ketika mulai jatuh, energi potensial berkurang karena Ep berubah bentuk menjadi energi kinetik. Pada saat hendak mancapai tanah, energi kinetik menjadi sangat besar, sedangkan Ep sangat kecil, sedangkan energi mekaniknya tetap (konstan) semakin dekat dengan permukaan tanah,
jarak buah mangga semakin kecil sehingga Ep-nya menjadi kecil, sebaliknya semakin mendekati tanah energi kinetik semakin besar karena gerakan mangga makin cepat akibat adanya percepatan gravitasi yang konstan ketika tiba di

permukaan tanah, energi potensial dan energi kinetik buah mangga hilang, karena tinggi (h) dan kecepatan (v) = 0.
b. Lempar Tangkap Bola Pada Permainan Sirkus.
Pada saat badut bermain lempar tangkap bola terjadi perubahan energi yaitu energi kinetik menjadi energi potensial dan sebaliknya. Ketika bola dilempar ini berarti badut memberikan energi kinetik pada bola sehingga bola akan naik ke atas bersamaan dengan naiknya bola energi kinetik berkurang sedangkan energi potensial bertambah. sampai di titik tertinggi semua energi kinetik berubah menjadi energi potensial ,kemudian bola mulai bergerak turun. Pada saat ini energi potensial bola mulai berkurang sedangkan energi kinetiknya bertambah namun energi mekaniknya selalu konstan ,ketika bola ditangkap kembali, energi potensial bola telah diubah seluruhnya menjadi energi kinetik. Besarnya energi kinetik saat bola mulai di lempar dengan saat di tangkap adalah sama .

c. Pelompat Galah Ketika Melewati Papan Perintang
Seorang pelompat galah mula-mula berlari sambil membawa galah. Ketika dekat dengan tujuan dia menancapkan galah,

sehingga terjadi perubahan energi kinetik menjadi energi potensial galah ( energi kelenturan/elastisitas galah ) proses selanjutnya adalah perubahan energi potensial menjadi energi potensial gravitasi karena pelompat berada pada ketinggian tertentu dan energi kinetik untuk melepaskan pelompat dari peganganya dengan kecepatan awal tertentu.

d. Batu dan Ketapel yang Di renggangkan
Energi potensial yang tersimpan pada ketapel yang direnggangkan dapat berubah menjadi energi kinetik batu apabila ketapel kita lepas.

e. Melempar Benda Tegak Lurus Ke Atas
Kita melemparkan sebuah benda tegak lurus ke atas, setelah bergerak ke atas mencapai ketinggian maksimum, benda akan jatuh tegak lurus ke tanah .ketika dilemparkan ke atas benda tersebut bergerak dengan ketika dilemparkan ke atas ,benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga ia memiliki energi kinetik (Ek= ½mv² ).selama pergerakan di udara ,tejadi perubahan energi kinetik menjadi energi potensial.

Semakin ke atas, kecepatan bola semakin kecil, sedangkan jarak benda dari tanah makin besar sehingga Ek benda menjadi kecil dan Ep-nya bertambah besar, ketika mencapai titik tertinggi kecepatan benda = 0, sehingga Ek juga bernilai nol. Ek benda seluruhnya berubah menjadi Ep, karena ketika benda mencapai ketinggian, kecepatan benda = 0, sehingga Ek juga bernilai nol. Ek benda seluruhnya berubah menjadi Ep, karena ketika benda bernilai maksimum (Ep = m g h ), karena pengaruh gravitasi benda tersebut kembali ke bawah .sepanjang lintasan terjadi perubahan Ep menjadi Ek semakin ke bawah Ep semakin berkurang, sedangkan Ek semakin bertambah. Ep berkurang karena ketika jaruh, ketinggian alias jarak vertikal makin kecil. Ek bertambah karena ketika bergerak ke bawah, kecepatan benda makin besar akibat adanya percepatan gravitasi yang bernilai tetap ,kecepatan benda bertambah secara teratur akibat adanya percepatan gravitas, benda kehilangan Ek selama bergerak ke atas, tetapi Ek diperoleh kembali ketika bargerak ke bawah.

5 . Pertanyaan dari LKS fisika
a. Sebuah batu massa 100 gr di lemparkan dengan kecepatan awal 10 m/s condong ke atas terhadap horizontal.

Energi mekaniknya batu pada saat ketinggian 2m dari tanah adalah ..... (9=10 m/s)
Penyelesaian
Energi Mekanik sebelum di lempar akan sama dengan Energi Mekanik pada kedudukan 2m diatas tanah. Jadi Em awal =
Em = Ek+Ep
Em = ½mv² + mgh
Em = ½.0,1.10² +0,1.10.4 = 9 joule

b. Membuat Soal
1. sebuah bola bermassa 0,2 kg dilemparkan vertikal ke atas. Pada ketinggian 5 m, kecepatan bola menjadi 10 m/s .jika 9 = 10 m/s²
Penyelesaian :
m : 0,2
h : 5m
v :10 m/s
g : 10 m/s
Em = Ek +Ep
Em = ½mv² + mgh

Em = ½.0,2.10² +0,2.10.5
Em = 20 joule
2. Sebuah bola basket 0,5 kg di lempar dengan kecepatan 8 m/s tentukan energi kinetik bola tersebut !
Penyelesaian :
m : 0,5kg
v : 8 m/s
Ek = ½ mv ²
Ek = ½ . 0,5.8
Ek = 16 joule

3. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 5m, jika g : 10 m/s² ,tentukan energi potensialnya !
Penyelasaian :
m : 2 kg
h : 5 m
g : 10 m/s²
Ep = mgh
Ep = 2.10.5
Ep = 100 joule



4. Sebuah bola tennis yang bermassa 100 gr dilemparkan vertical ke atas pada ketinggian 7 m ,kecepat bola menjadi 5 m/s dan g = 10 m/s²

Penyelesaian :
m : 0,1 kg
h : 7 m
v : 5 m/s
g : 10 m/s²
Em = Ek+Ep
Em = ½mv² + mgh
Em = ½.0,1.5 + 0,1.10.7
Em = 8,25 joule

5. Sebuah benda dengan massa 1 kg di dorong dari permukaan meja hingga kecepatan saat lepas dari meja 2 m/s. Jika g =10 m/s²
Tentukan energi mekanik benda pada saat tingginya dari tanah ini ?
Penyelesaian :
m : 1 kg
Vt : 2 m/s
g : 10 m/s
h : 1 m
Em = Ek+Ep
Em = ½mv +mgh
Em = ½.1.2 +1.10.1
Em = 12 joule

6. Sebuah bermassa 5 kg di lempar dengan kecepatan 15 m/s dari ketinggian 25 m . tentukan besar energi mekaniknya ?
Penyelesaian :
m : 5 kg
v : 15 m/s
h : 2 m
g : 10 m/s²
Em = Ek + Ep
Em = ½mv²+mgh
Em = ½.5.2² +5.10.2
Em = 110 joule

7. Sebuah balok 5 kg di dorong bergerak ke atas dengan kecepatan awal balok barhenti setelah bergerak 3 m ada bidang miring yang membentuk sudut 30 terhadap energi potensial, tentukan :
a. energi kinetik
b. enegri potensial
Penyelesaian :
m = 5 kg
Vo = 8 m/s
s = 3 m
 = 30
a. Ek =½mv²
Ek =½.5.8²
Ek=160 joule
b. Ep = mgh
Ep = mg ( s sin 30)
Ep = 5 .10 ( 3sin 30)
Ep = 50 ( 3. ½ )
Ep = 50 .3/2
Ep = 75 joule

8. Sebuah bola besi bermassa 2 kg di dorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibior meja 4 m/s. Hitunglah energi mekanik partikel pada saat keringgian 1 meter dari tanah ( g =10 m/s²) , jika tinggi meja 2 meter.
Penyelesaian :
Energi Mekanik di ujung permukaan meja akan sama dengan Energi Mekanik pada kedudukan 1 m di atas tanah.
m: 2 kg
v: 4 m/s
g: 10 m/s²
h: 2 m
Em = Ek+Ep
Em = ½m.V²+mgh
Em = ½.2.4²+2.10.2
Em = 56 joule .
E. KESIMPULAN
Dari uraian di atas,dapat kita simpulkan bahwa energi mekanik merupakan penjumlahan antara energi kinetik dan energi potensial. Ketika terjadi energi dari Ep menjadi Ek atau sebaliknya,walaupun salah satunya berkurang bentuk energi lainnya bertambah, meskipun Ep dan Ek berubah-ubah,namun total Em tetap sama (konstan).