Energi

Energi Kinetik dan Energi Potensial

Konsep Dasar Energi Kinetik dan Energi Potensial
Dalam mekanika fisika SMP, energi mekanik yang dimiliki benda terdiri dari dua komponen utama: Energi Kinetik (\(E_k\)) yang timbul akibat kelajuan gerak benda, dan Energi Potensial Gravitasi (\(E_p\)) yang tersimpan akibat kedudukan posisi benda terhadap bidang acuan tanah.

Energi Kinetik (Gerak)
Ek

Dimiliki oleh setiap materi bermassa yang sedang bergerak (\(v > 0\)).

\begin{align*}
E_k &= \frac{1}{2} m v^2
\end{align*}

\(E_k\) = Energi kinetik (\(\text{Joule}\))
\(m\) = Massa benda (\(\text{kg}\))
\(v\) = Kelajuan gerak (\(\text{m/s}\))

Energi Potensial Gravitasi
Ep

Dimiliki oleh benda karena ketinggiannya (\(h\)) dari permukaan tanah.

\begin{align*}
E_p &= m \cdot g \cdot h
\end{align*}

\(E_p\) = Energi potensial (\(\text{Joule}\))
\(m\) = Massa benda (\(\text{kg}\))
\(g\) = Percepatan gravitasi bumi (\(\text{m/s}^2\))
\(h\) = Ketinggian dari tanah (\(\text{meter}\))

Tabel Karakteristik Energi Kinetik vs Energi Potensial
Bentuk Energi Faktor Penentu Kondisi Bernilai Nol Kondisi Maksimum (Gerak Vertikal)
Energi Kinetik (\(E_k\)) Massa (\(m\)) & Kelajuan kuadrat (\(v^2\)) Saat benda diam / di puncak (\(v = 0\)) Tepat sesaat sebelum membentur tanah
Energi Potensial (\(E_p\)) Massa (\(m\)), Gravitasi (\(g\)), Ketinggian (\(h\)) Saat berada di permukaan tanah (\(h = 0\)) Saat berada di puncak ketinggian tertinggi (\(h_{\text{maks}}\))

Soal 01
Single Choice
Tingkat: Mudah
Sebuah bola bermassa \(800\text{ gram}\) tersangkut pada dahan pohon pada ketinggian \(4\text{ meter}\) dari permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut \(10\text{ m/s}^2\), besar energi potensial gravitasi yang tersimpan pada bola tersebut adalah ….
(A)  \(30\text{ J}\)
(B)  \(32\text{ J}\)
(C)  \(36\text{ J}\)
(D)  \(38\text{ J}\)

Soal 02
Single Choice
Tingkat: Mudah
Sebuah buku diletakkan di atas rak pada ketinggian \(3\text{ meter}\) di atas permukaan lantai. Jika energi potensial pada buku tersebut bernilai \(15\text{ Joule}\) dan percepatan gravitasi bumi \(g = 10\text{ m/s}^2\), massa buku tersebut adalah ….
(A)  \(350\text{ gram}\)
(B)  \(450\text{ gram}\)
(C)  \(500\text{ gram}\)
(D)  \(700\text{ gram}\)

Soal 03
Single Choice
Tingkat: Mudah
Sebuah antena televisi dipasang pada ketinggian \(h\) di atas permukaan tanah menggunakan tiang bambu. Jika massa antena tersebut \(1{,}2\text{ kg}\), percepatan gravitasi bumi \(g = 10\text{ m/s}^2\), dan energi potensial yang tersimpan sebesar \(120\text{ Joule}\), nilai ketinggian \(h\) tiang tersebut adalah ….
(A)  \(10\text{ meter}\)
(B)  \(12\text{ meter}\)
(C)  \(15\text{ meter}\)
(D)  \(18\text{ meter}\)

Soal 04
Single Choice
Tingkat: Mudah
Perhatikan data massa dan ketinggian tiga benda berikut ini (\(g = 10\text{ m/s}^2\)):
Benda Massa (\(m\)) Ketinggian (\(h\))
Benda P \(5\text{ kg}\) \(4\text{ m}\)
Benda Q \(8\text{ kg}\) \(3\text{ m}\)
Benda R \(6\text{ kg}\) \(5\text{ m}\)
Urutan benda yang memiliki energi potensial mulai dari yang terbesar sampai yang terkecil adalah ….
(A)  Benda Q, Benda R, Benda P
(B)  Benda R, Benda P, Benda Q
(C)  Benda P, Benda Q, Benda R
(D)  Benda R, Benda Q, Benda P

Soal 05
Single Choice
Tingkat: Mudah
Sebuah bola bermassa \(400\text{ gram}\) bergerak dengan kelajuan \(20\text{ m/s}\) di atas lantai yang licin. Besar energi kinetik yang dimiliki bola tersebut adalah ….
(A)  \(50\text{ J}\)
(B)  \(60\text{ J}\)
(C)  \(70\text{ J}\)
(D)  \(80\text{ J}\)

Soal 06
Single Choice
Tingkat: Sedang
Sebuah sepeda motor bermassa \(150\text{ kg}\) sedang melaju di jalan lurus dengan kelajuan \(v\). Jika energi kinetik sepeda motor tersebut adalah \(67{,}5\text{ kJ}\), nilai kelajuan \(v\) sepeda motor tersebut adalah ….
(A)  \(30\text{ m/s}\)
(B)  \(40\text{ m/s}\)
(C)  \(50\text{ m/s}\)
(D)  \(60\text{ m/s}\)

Soal 07
Single Choice
Tingkat: Sedang
Sebuah bola kasti bermassa \(50\text{ gram}\) dilempar vertikal ke atas. Pada saat bola tersebut tepat mencapai titik ketinggian maksimumnya, besar energi kinetik bola tersebut adalah ….
(A)  \(0\text{ J}\)
(B)  \(10\text{ J}\)
(C)  \(50\text{ J}\)
(D)  \(500\text{ J}\)

Soal 08
Single Choice
Tingkat: Sedang
Dua buah benda A dan B memiliki massa yang sama (\(m_A = m_B\)), namun bergerak dengan kelajuan yang berbeda. Jika kelajuan benda A adalah dua kali kelajuan benda B (\(v_A = 2v_B\)), perbandingan energi kinetik benda A dan benda B (\(E_{kA} : E_{kB}\)) adalah ….
(A)  \(1 : 2\)
(B)  \(2 : 1\)
(C)  \(4 : 1\)
(D)  \(1 : 4\)

Soal 09
Single Choice
Tingkat: Sulit
Sebuah mobil bermassa \(1{,}2\text{ ton}\) mula-mula melaju dengan kelajuan \(20\text{ m/s}\). Pengemudi kemudian menekan pedal gas sehingga kelajuan mobil bertambah menjadi \(30\text{ m/s}\). Besar perubahan energi kinetik (\(\Delta E_k\)) yang dialami mobil tersebut adalah ….
(A)  \(300.000\text{ J}\)
(B)  \(400.000\text{ J}\)
(C)  \(500.000\text{ J}\)
(D)  \(600.000\text{ J}\)

Soal 10
Single Choice
Tingkat: Mudah
Besar energi kinetik yang dimiliki oleh suatu benda yang sedang bergerak dipengaruhi langsung oleh faktor ….
(A)  Massa dan berat benda
(B)  Percepatan dan kelajuan
(C)  Massa benda dan kelajuan
(D)  Percepatan gravitasi dan ketinggian
0
Konsultasi Belajar
Ruang diskusi terbuka untuk mendampingi pemahaman belajar Anda.
×
Robot Asisten Belajar
Online • BenangLurus AI
Halo! Ada soal, tugas, atau konsep materi pelajaran yang ingin kamu tanyakan hari ini? Kamu juga bisa menyisipkan foto/dokumen soal, lho!