Menentukan Energi Kinetik Benda B Berdasarkan Energi Kinetik Benda A
Soal ini membahas konsep energi kinetik dan energi potensial gravitasi. Kita tahu bahwa energi mekanik total (jumlah energi kinetik dan energi potensial) sistem yang hanya dipengaruhi gravitasi adalah konstan. Artinya, energi mekanik benda A saat di ketinggian h meter sama dengan energi mekaniknya saat menyentuh tanah. Hal yang sama berlaku untuk benda B. Untuk benda A, energi potensial di ketinggian h adalah mgh (m = massa, g = percepatan gravitasi, h = ketinggian). Saat menyentuh tanah, energi potensialnya menjadi nol, dan seluruh energi potensial awal berubah menjadi energi kinetik, yaitu 1/2mv². Jadi, mgh = 1/2mv². Benda B jatuh dari ketinggian 2h. Energi potensialnya di ketinggian 2h adalah mg(2h) = 2mgh. Sama seperti benda A, saat menyentuh tanah, seluruh energi potensial berubah menjadi energi kinetik. Oleh karena itu, energi kinetik benda B adalah 2mgh. Karena mgh = 1/2mv², maka energi kinetik benda B adalah 2(1/2mv²) = mv². Jadi, jawaban yang tepat adalah B. mv². Perlu diingat bahwa massa benda A dan B sama, sehingga perbedaan energi kinetik hanya bergantung pada perbedaan ketinggian jatuhnya. Konsep ini menunjukkan hubungan langsung antara ketinggian dan energi kinetik benda yang jatuh bebas. Memahami hubungan ini sangat penting dalam memahami prinsip-prinsip dasar fisika.