Lengkap! Inilah 25 Contoh Soal Energi Mekanik dalam Ilmu Fisika dan Kunci Jawabannya
Portal Baraya – Pada kesempatan kali ini, kami akan memberikan beberapa contoh soal energi mekanik lengkap dengan kunci jawabannya.
Materi yang menjelaskan tentang energi mekanik biasanya sudah diajarkan di kelas 10 SMA/sederajat.
Dengan kata lain, untuk siswa-siswi kelas 10, contoh soal energi mekanik yang akan kami ulas dapat dijadikan sebagai materi serta pedoman pembelajaran.
Namun bagi kamu yang sudah agak lupa dengan pembahasan soal energi mekanik, tak perlu khawatir. Kami akan membantu untuk memberikan sedikit penjelasan untuk mengingatkanmu.
Secara garis besar, energi mekanik merupakan jumlah energi kinetik dan energi potensial yang dimiliki oleh suatu benda.
Energi kinetik adalah energi yang muncul karena gerakan benda, sedangkan energi potensial adalah energi yang muncul karena posisi atau ketinggian benda. Rumus energi mekanik adalah:
EM = EK + EP
dimana EM adalah energi mekanik, EK adalah energi kinetik, dan EP adalah energi potensial.
Energi mekanik dapat berubah-ubah karena adanya gaya-gaya yang bekerja pada benda.
Namun, jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda, maka energi mekanik akan tetap konstan. Hal ini disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik.
Energi mekanik memiliki banyak contoh dan penerapan dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada kincir angin, air terjun, ayunan, peluru senapan, dan lain-lain.
Tak perlu berlama-lama, berikut ini adalah beberapa contoh soal energi mekanik lengkap dengan kunci jawabannya yang dapat kamu pelajari.
Contoh SOAL Energi Mekanik
1. Sebuah bola bermassa 0,5 kg dilempar ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s^2, berapakah energi mekanik bola saat berada di ketinggian maksimum?
A. 50 J
B. 100 J
C. 150 J
D. 200 J
E. 250 J
2. Sebuah mobil bermassa 1 ton bergerak dengan kecepatan 72 km/jam di jalan datar. Jika mobil tersebut berhenti di lampu merah, berapakah perubahan energi mekanik mobil?
A. 0 J
B. 100 kJ
C. 200 kJ
D. 300 kJ
E. 400 kJ
3. Sebuah anak melompat dari puncak tiang bendera setinggi 6 m ke kolam renang di bawahnya. Jika massa anak tersebut adalah 40 kg dan kecepatannya saat menyentuh air adalah 12 m/s, berapakah energi mekanik anak tersebut saat berada di puncak tiang?
A. 2400 J
B. 2880 J
C. 3360 J
D. 3840 J
E. 4320 J
4. Sebuah batu bermassa 2 kg dilemparkan dengan sudut 30 derajat terhadap horizontal dengan kecepatan awal 10 m/s dari atas gedung setinggi 20 m. Berapakah energi mekanik batu saat mencapai ketinggian maksimum?
A. 240 J
B. 280 J
C. 320 J
D. 360 J
E. 400 J
5. Sebuah pesawat terbang bermassa 100 ton bergerak dengan kecepatan konstan 900 km/jam pada ketinggian 10 km di atas permukaan laut. Berapakah energi mekanik pesawat tersebut? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 2,5 GJ
B. 5 GJ
C. 7,5 GJ
D. 10 GJ
E. 12,5 GJ
6. Sebuah ayunan bermassa 50 kg bergerak bolak-balik dengan amplitudo 2 m. Jika kecepatan maksimum ayunan adalah 4 m/s, berapakah energi mekanik ayunan?
A. 400 J
B. 500 J
C. 600 J
D. 700 J
E. 800 J
7. Sebuah peluru bermassa 10 g ditembakkan dengan kecepatan awal 300 m/s dari senapan yang panjang larasnya adalah 1 m. Jika gaya gesekan udara yang bekerja pada peluru adalah 0,5 N, berapakah energi mekanik peluru saat keluar dari laras senapan?
A. 449,5 J
B. 450 J
C. 450,5 J
D. 451 J
E. 451,5 J
8. Sebuah benda bermassa 5 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s di atas bidang datar yang licin. Benda tersebut kemudian menabrak dinding yang elastis dan memantul kembali dengan kecepatan yang sama. Berapakah perubahan energi mekanik benda akibat tumbukan tersebut?
A. -100 J
B. -50 J
C. 0 J
D. 50 J
E. 100 J
9. Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilempar dengan sudut 45 derajat terhadap horizontal dengan kecepatan awal 20 m/s dari atas atap rumah setinggi 10 m. Berapakah energi mekanik bola saat mencapai titik tertinggi di udara?
A. 60 J
B. 80 J
C. 100 J
D. 120 J
E. 140 J
10. Sebuah kincir angin bermassa 100 kg berputar dengan kecepatan sudut konstan 10 rad/s di atas menara setinggi 50 m dari tanah. Berapakah energi mekanik kincir angin tersebut? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 25 kJ
B. 50 kJ
C. 75 kJ
D. 100 kJ
E. 125 kJ
11. Sebuah benda bermassa 3 kg bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s di atas bidang miring yang sudut kemiringannya adalah 30 derajat. Jika koefisien gesekan kinetik antara benda dan bidang miring adalah 0,2, berapakah energi mekanik benda saat mencapai dasar bidang miring? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 45 J
B. 60 J
C. 75 J
D. 90 J
E. 105 J
12. Sebuah air terjun memiliki ketinggian 100 m dan debit air 50 m^3/detik. Jika massa jenis air adalah 1000 kg/m^3, berapakah energi mekanik air terjun per detik? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 2,5 MJ
B. 5 MJ
C. 7,5 MJ
D. 10 MJ
E. 12,5 MJ
13. Sebuah roket bermassa 1000 kg diluncurkan dari permukaan bumi dengan kecepatan awal 500 m/s. Jika roket tersebut mencapai ketinggian maksimum 200 km di atas permukaan bumi, berapakah energi mekanik roket saat berada di ketinggian maksimum? (Anggap percepatan gravitasi bumi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari pusat bumi dan sama dengan 10 m/s^2 pada permukaan bumi)
A. -1 GJ
B. -0,5 GJ
C. 0 GJ
D. 0,5 GJ
E. 1 GJ
14. Sebuah bola basket bermassa 0,6 kg dilemparkan ke keranjang dengan kecepatan awal 15 m/s dan sudut elevasi 60 derajat dari tanah. Jika tinggi keranjang adalah 3 m dari tanah, berapakah energi mekanik bola saat masuk ke keranjang? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 67,5 J
B. 90 J
C. 112,5 J
D. 135 J
E. 157,5 J
15. Sebuah pegas yang konstanta pegasnya adalah 200 N/m ditarik sejauh 0,1 m dari posisi setimbangnya oleh sebuah benda bermassa 0,5 kg yang kemudian dilepaskan. Berapakah energi mekanik pegas-benda saat benda berada di posisi setimbangnya?
A. 0 J
B. 0,5 J
C. 1 J
D. 1,5 J
E. 2 J
16. Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan awal 8 m/s di atas bidang datar yang licin. Benda tersebut kemudian menabrak sebuah pegas yang konstanta pegasnya adalah 100 N/m dan terkompresi sejauh 0,5 m. Berapakah energi mekanik benda saat berada di titik kompresi maksimum pegas?
A. 32 J
B. 48 J
C. 64 J
D. 80 J
E. 96 J
17. Sebuah bola bermassa 0,4 kg dilempar dengan sudut 60 derajat terhadap horizontal dengan kecepatan awal 10 m/s dari tanah. Berapakah energi mekanik bola saat kembali menyentuh tanah? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 20 J
B. 40 J
C. 60 J
D. 80 J
E. 100 J
18. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan awal 6 m/s di atas bidang datar yang koefisien gesekan kinetiknya adalah 0,1. Berapakah energi mekanik benda setelah bergerak sejauh 10 m?
A. 72 J
B. 90 J
C. 108 J
D. 126 J
E. 144 J
19. Sebuah bola bermassa 0,5 kg dijatuhkan dari ketinggian 20 m dari tanah. Berapakah energi mekanik bola saat berada di ketinggian setengahnya? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 25 J
B. 50 J
C. 75 J
D. 100 J
E. 125 J
20. Sebuah mobil bermassa 1 ton bergerak dengan kecepatan awal 36 km/jam di jalan datar yang koefisien gesekan kinetiknya adalah 0,05. Berapakah energi mekanik mobil setelah bergerak sejauh 100 m?
A. -50 kJ
B. -25 kJ
C. 0 kJ
D. 25 kJ
E. 50 kJ
Baca Juga: Kunci Jawaban Bahasa Indonesia Kelas 12 Halaman 20: Sistematika dan Unsur Surat Lamaran Pekerjaan
21. Sebuah benda bermassa 0,2 kg bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s di atas bidang datar yang licin. Benda tersebut kemudian menabrak sebuah pegas yang konstanta pegasnya adalah 50 N/m dan terkompresi sejauh 0,2 m. Berapakah energi mekanik benda saat berada di titik kompresi maksimum pegas?
A. 1,6 J
B. 2 J
C. 2,4 J
D. 2,8 J
E. 3,2 J
22. Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar dengan sudut 30 derajat terhadap horizontal dengan kecepatan awal 10 m/s dari tanah. Berapakah energi mekanik bola saat berada di titik tertinggi di udara? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 5 J
B. 10 J
C. 15 J
D. 20 J
E. 25 J
23. Sebuah benda bermassa 5 kg bergerak dengan kecepatan awal 12 m/s di atas bidang datar yang koefisien gesekan kinetiknya adalah 0,2. Berapakah energi mekanik benda setelah bergerak sejauh 15 m?
A. 180 J
B. 210 J
C. 240 J
D. 270 J
E. 300 J
24. Sebuah bola bermassa 0,3 kg dijatuhkan dari ketinggian 15 m dari tanah. Berapakah energi mekanik bola saat berada di ketinggian seperempatnya? (Anggap percepatan gravitasi bumi konstan dan sama dengan 10 m/s^2)
A. 11,25 J
B. 22,5 J
C. 33,75 J
D. 45 J
E. 56,25 J
25. Sebuah mobil bermassa 1 ton bergerak dengan kecepatan awal 54 km/jam di jalan datar yang koefisien gesekan kinetiknya adalah 0,1. Berapakah energi mekanik mobil setelah bergerak sejauh 200 m?
A. -100 kJ
B. -50 kJ
C. 0 kJ
D. 50 kJ
E. 100 kJ
KUNCI JAWABAN Contoh Soal Energi Mekanik
1. B
2. C
3. D
4. C
5. E
6. B
7. A
8. C
9. C
10. E
11. B
12. D
13. B
14. A
15. C
16. C
17. B
18. C
19. D
20. B
21. A
22. B
23. C
24. D
25. B
Demikian beberapa kumpulan contoh soal energi kinetik dan kunci jawabannya. Semoga bermanfaat.
