Hukum Kekekalan Energi dalam Gerak Jatuh Bend
Hukum kekekalan energi adalah konsep dasar dalam fisika yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Dalam konteks gerak jatuh benda, hukum kekekalan energi dapat digunakan untuk menghitung kecepatan bola yang jatuh dari ketinggian tertentu. Dalam kasus ini, kita diberikan sebuah bola bermassa 200 gram yang dijatuhkan dari ketinggian $h_{1}=3m$. Kita diminta untuk menghitung kecepatan bola jika dijatuhkan dari ketinggian $h_{2}=2m$. Dengan menggunakan hukum kekekalan energi, kita dapat menyelesaikan masalah ini. Diketahui: - Massa bola, $m=200gram=0,2kg$ - Ketinggian awal, $h_{1}=3m$ - Ketinggian akhir, $h_{2}=2m$ - Kecepatan awal, $v_{1}=0m/s$ Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi mekanik total sebelum dan sesudah jatuh harus sama. Energi mekanik total terdiri dari energi potensial gravitasi dan energi kinetik. Energi potensial gravitasi dihitung dengan rumus $mgh$, sedangkan energi kinetik dihitung dengan rumus $\frac{1}{2}mv^{2}$. Dengan menggantikan nilai yang diketahui ke dalam persamaan hukum kekekalan energi, kita dapat menyelesaikan untuk kecepatan akhir, $v_{2}$: $mgh_{1}+\frac {1}{2}mv_{1}^{2}=mgh_{2}+\frac {1}{2}mv_{2}^{2}$ $0,2kg \times 9,8m/s^{2} \times 3m + \frac {1}{2} \times 0,2kg \times (0m/s)^{2} = 0,2kg \times 9,8m/s^{2} \times 2m + \frac {1}{2} \times 0,2kg \times v_{2}^{2}$ $5,76J + 0J = 3,92J + \frac {1}{2} \times 0,2kg \times v_{2}^{2}$ $5,76J - 3,92J = \frac {1}{2} \times 0,2kg \times v_{2}^{2}$ $1,84J = 0,1kg \times v_{2}^{2}$ $v_{2}^{2} = \frac {1,84J}{0,1kg}$ $v_{2}^{2} = 18,4m^{2}/s^{2}$ $v_{2} = \sqrt {18,4m^{2}/s^{2}}$ $v_{2} = 2\sqrt {5}m/s$ Jadi, kecepatan bola jika dijatuhkan dari ketinggian $h_{2}=2m$ adalah $2\sqrt {5}m/s$.