Menentukan Ketinggian Benda dengan Perbandingan Energi Potensial dan Kinetik
Soal di atas membahas konsep konservasi energi pada gerak vertikal ke atas. Energi kinetik maksimum dicapai saat benda dilempar, tepat sebelum gaya gravitasi mulai memperlambatnya. Energi kinetik maksimum (EK <sub >maks </sub >) dapat dihitung dengan rumus: EK <sub >maks </sub > = ½mv², di mana m adalah massa (1 kg) dan v adalah kecepatan awal (20 m/s). Jadi, EK <sub >maks </sub > = ½(1 kg)(20 m/s)² = 200 J. Pada ketinggian tertentu, energi potensial (EP) sama dengan tiga perempat energi kinetik maksimum (EP = ¾ EK <sub >maks </sub > = ¾ * 200 J = 150 J). Energi potensial dihitung dengan rumus EP = mgh, di mana g adalah percepatan gravitasi (10 m/s²) dan h adalah ketinggian. Kita dapat membuat persamaan: 150 J = (1 kg)(10 m/s²)h. Dengan menyelesaikan persamaan ini, kita dapatkan h = 15 m. Oleh karena itu, jawaban yang tepat adalah E. 15. Pemahaman tentang konsep energi kinetik, energi potensial, dan hukum kekekalan energi sangat penting untuk menyelesaikan soal fisika seperti ini. Kemampuan untuk menghubungkan rumus-rumus fisika dengan situasi nyata, seperti gerak vertikal benda, merupakan kunci keberhasilan dalam mempelajari fisika. Memahami konsep ini tidak hanya membantu dalam menyelesaikan soal ujian, tetapi juga dalam memahami fenomena alam di sekitar kita.