Perbandingan Energi Potensial dan Kinetik pada Benda Jatuh Bebas
Gambar yang diberikan menunjukkan sebuah benda jatuh bebas dari titik A ke titik B. Untuk menganalisis perbandingan energi potensial (Ep) dan energi kinetik (Ek) di titik B, kita perlu memahami hukum kekekalan energi mekanik. Hukum ini menyatakan bahwa dalam sistem tertutup tanpa gaya gesek, jumlah energi potensial dan energi kinetik tetap konstan. Ketika benda berada di titik A, energi kinetiknya nol (Ek_A = 0) karena benda dalam keadaan diam. Seluruh energi yang dimilikinya adalah energi potensial (Ep_A). Saat benda jatuh menuju titik B, energi potensialnya berkurang karena ketinggiannya berkurang, sementara energi kinetiknya bertambah karena kecepatannya meningkat. Di titik B, energi potensial (Ep_B) lebih kecil daripada di titik A (Ep_A), dan energi kinetik (Ek_B) lebih besar daripada nol. Karena tidak ada energi yang hilang (diasumsikan tidak ada gesekan udara), maka berlaku hukum kekekalan energi: Ep_A = Ep_B + Ek_B Dari persamaan ini, kita dapat menyimpulkan bahwa Ek_B = Ep_A - Ep_B. Dengan kata lain, energi kinetik di titik B sama dengan selisih energi potensial di titik A dan titik B. Tanpa mengetahui nilai numerik ketinggian A dan B, kita tidak dapat menentukan perbandingan numerik yang tepat antara Ep_B dan Ek_B. Namun, kita dapat memastikan bahwa Ek_B > Ep_B. Energi kinetik di titik B lebih besar daripada energi potensialnya. Ini mencerminkan konversi energi potensial menjadi energi kinetik selama jatuhnya benda. Proses ini menunjukkan keindahan hukum fisika yang sederhana namun mendalam dalam menjelaskan gerak benda.