Analisis Energi Potensial dan Kinetik pada Bola yang Dilempar Vertikal

Dalam artikel ini, kita akan menganalisis energi potensial dan kinetik pada bola yang dilempar secara vertikal dengan kecepatan awal 21 m/s dan massa 200 gram. Kita akan menjawab beberapa pertanyaan terkait energi pada berbagai ketinggian bola. Pertanyaan a: Energi potensial saat kecepatannya 10 m/s Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu menggunakan rumus energi potensial gravitasi: \[E_p = mgh\] Dalam rumus ini, m adalah massa bola (200 gram atau 0.2 kg), g adalah percepatan gravitasi (9.8 m/s^2), dan h adalah ketinggian bola. Dalam kasus ini, kita ingin mencari energi potensial saat kecepatan bola adalah 10 m/s. Kita dapat menggunakan rumus energi kinetik untuk mencari ketinggian bola saat kecepatannya adalah 10 m/s: \[E_k = \frac{1}{2}mv^2\] Dalam rumus ini, v adalah kecepatan bola (10 m/s). Kita dapat menyelesaikan persamaan ini untuk mencari ketinggian bola saat kecepatannya adalah 10 m/s. Setelah kita menemukan ketinggian ini, kita dapat menggantikan nilai h ke dalam rumus energi potensial gravitasi untuk mencari energi potensial saat kecepatannya adalah 10 m/s. Pertanyaan b: Energi potensial saat kecepatannya 4 m/s Untuk menjawab pertanyaan ini, kita dapat menggunakan metode yang sama seperti pada pertanyaan a. Kita perlu mencari ketinggian bola saat kecepatannya adalah 4 m/s menggunakan rumus energi kinetik, dan kemudian menggantikan nilai h ke dalam rumus energi potensial gravitasi untuk mencari energi potensial saat kecepatannya adalah 4 m/s. Pertanyaan c: Energi kinetik pada ketinggian 4 m Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu menggunakan rumus energi kinetik: \[E_k = \frac{1}{2}mv^2\] Dalam rumus ini, m adalah massa bola (200 gram atau 0.2 kg), v adalah kecepatan bola. Kita dapat menggantikan nilai v dengan kecepatan bola saat berada pada ketinggian 4 m untuk mencari energi kinetik pada ketinggian tersebut. Pertanyaan d: Energi kinetik pada ketinggian 12 m Untuk menjawab pertanyaan ini, kita dapat menggunakan metode yang sama seperti pada pertanyaan c. Kita perlu menggantikan nilai v dengan kecepatan bola saat berada pada ketinggian 12 m untuk mencari energi kinetik pada ketinggian tersebut. Pertanyaan e: Titik tertinggi yang dicapai oleh bola Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu menggunakan hukum kekekalan energi mekanik: \[E_m = E_p + E_k\] Dalam rumus ini, E_m adalah energi mekanik total, E_p adalah energi potensial gravitasi, dan E_k adalah energi kinetik. Kita dapat menggunakan rumus ini untuk mencari ketinggian bola saat energi kinetiknya adalah 1/4 dari energi potensial gravitasinya. Setelah kita menemukan ketinggian ini, kita dapat menggantikan nilai h ke dalam rumus energi potensial gravitasi untuk mencari energi potensial saat energi kinetiknya adalah 1/4 dari energi potensial gravitasinya. Dengan menganalisis pertanyaan-pertanyaan ini, kita dapat memahami lebih dalam tentang energi potensial dan kinetik pada bola yang dilempar secara vertikal.