Energi Potensial dan Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Selain energi kinetik, benda juga bisa punya energi potensial akibat posisinya, dan keduanya terkait lewat hukum kekekalan energi mekanik.

1. Energi Potensial Gravitasi

E_p = m × g × h

m = massa, g = percepatan gravitasi, h = ketinggian dari titik acuan.

2. Energi Mekanik

E_m = E_k + E_p

3. Hukum Kekekalan Energi Mekanik

"Pada sistem tanpa gaya luar (seperti gesekan), energi mekanik total selalu konstan."

E_m1 = E_m2

E_k1 + E_p1 = E_k2 + E_p2

4. Contoh Soal

Benda bermassa 1 kg dijatuhkan dari ketinggian 20 m (g=10 m/s²). Tentukan kecepatannya saat tepat menyentuh tanah (h=0).

E_p1+E_k1 = E_p2+E_k2

mgh + 0 = 0 + ½mv²

gh = ½v² → v² = 2gh = 2(10)(20) = 400

v = 20 m/s

5. Aplikasi

Hukum kekekalan energi mekanik banyak dipakai buat menganalisis gerak roller coaster, bandul ayunan, dan benda jatuh, tanpa perlu menghitung gaya dan percepatan secara detail tiap saat.

Prinsip ini cuma berlaku kalau tidak ada gaya nonkonservatif (seperti gesekan) yang bekerja pada sistem.