Analisis Energi Mekanik dan Kinetik dalam Pengiriman Bantuan Makanan melalui Helikopter

Dalam situasi darurat, helikopter sering digunakan untuk mengirimkan bantuan makanan ke daerah yang sulit dijangkau. Salah satu pertimbangan penting dalam pengiriman ini adalah menjaga keseimbangan helikopter saat menurunkan bantuan. Dalam gambar yang diberikan, terlihat helikopter menjatuhkan kardus bahan pokok makanan dari ketinggian 40 meter. Dalam artikel ini, kita akan menganalisis energi mekanik dan kinetik yang terlibat dalam proses pengiriman ini. Pertama-tama, mari kita tinjau data yang diberikan. Massa bahan pokok yang dikemas dalam kardus adalah 10 kg, dan percepatan gravitasi adalah 10 m/s^2. Dengan menggunakan rumus energi potensial gravitasi \(E_p = mgh\), di mana \(m\) adalah massa, \(g\) adalah percepatan gravitasi, dan \(h\) adalah ketinggian, kita dapat menghitung energi potensial di posisi awal (X) saat kardus berada di helikopter. Dalam hal ini, energi potensial di posisi X adalah \(10 \, \mathrm{kg} \times 10 \, \mathrm{m/s^2} \times 40 \, \mathrm{m} = 4000 \, \mathrm{J}\). Ketika kardus dilepaskan dari helikopter, energi potensial diubah menjadi energi kinetik saat kardus jatuh ke bawah. Energi kinetik dapat dihitung menggunakan rumus \(E_k = \frac{1}{2}mv^2\), di mana \(m\) adalah massa dan \(v\) adalah kecepatan. Dalam hal ini, kecepatan kardus saat mencapai posisi Y (di tanah) dapat dihitung menggunakan rumus \(v = \sqrt{2gh}\), di mana \(g\) adalah percepatan gravitasi dan \(h\) adalah ketinggian. Dalam hal ini, kecepatan kardus saat mencapai tanah adalah \(\sqrt{2 \times 10 \, \mathrm{m/s^2} \times 40 \, \mathrm{m}} = 20 \, \mathrm{m/s}\). Dengan menggunakan rumus energi kinetik, kita dapat menghitung energi kinetik di posisi Y: \(E_k = \frac{1}{2} \times 10 \, \mathrm{kg} \times (20 \, \mathrm{m/s})^2 = 2000 \, \mathrm{J}\). Berdasarkan perhitungan di atas, pernyataan yang benar adalah: D. Energi mekanik di posisi Y adalah 3600 J. Dalam pengiriman bantuan makanan melalui helikopter, pemahaman tentang energi mekanik dan kinetik sangat penting. Dengan memahami konsep ini, kita dapat memastikan bahwa pengiriman bantuan dilakukan dengan aman dan efisien.