Menghitung Energi Kinetik: Penerapan Hukum Kekekalan Energi

Soal di atas membahas konsep Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Energi mekanik total suatu benda adalah jumlah energi potensial dan energi kinetiknya. Dalam kasus benda yang jatuh bebas tanpa hambatan udara, energi mekanik totalnya konstan. Artinya, jumlah energi potensial dan energi kinetik selalu sama pada setiap titik selama jatuhnya. Pada ketinggian 100 m, benda hanya memiliki energi potensial (Ep) karena kecepatan awalnya nol. Rumus energi potensial adalah Ep = mgh, di mana m adalah massa (0,5 kg), g adalah percepatan gravitasi (anggap 10 m/s²), dan h adalah ketinggian (100 m). Jadi, Ep awal = 0,5 kg × 10 m/s² × 100 m = 500 J. Pada ketinggian 20 m, sebagian energi potensial telah berubah menjadi energi kinetik (Ek). Karena energi mekanik total konstan, Ep awal = Ep akhir + Ek akhir. Energi potensial pada ketinggian 20 m adalah Ep akhir = 0,5 kg × 10 m/s² × 20 m = 100 J. Oleh karena itu, energi kinetik pada ketinggian 20 m adalah Ek akhir = Ep awal - Ep akhir = 500 J - 100 J = 400 J. Jadi, jawaban yang tepat adalah A. 400 J. Pemahaman tentang Hukum Kekekalan Energi sangat penting dalam menyelesaikan soal-soal fisika seperti ini. Mempelajari konsep ini dengan baik akan membantu kita memahami bagaimana energi berubah bentuk selama suatu proses, tanpa hilang atau bertambah. Ini membuka jalan untuk memahami berbagai fenomena fisika lainnya dengan lebih mendalam.