Sebuah balok bergerak dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring yang panjang. Bagian pertama bidang miring itu licin dan bagian berikutnya sampai ke dasar bersifat kasar. Setelah bergerak selama beberapa saat di bagian yang kasar, balok berhenti. Pada peristiwa itu .... (1) gaya gesek melakukan usaha pada balok (2) usaha oleh gaya gravitasi sama dengan minus perubahan energi potensial balok (3) energi mekanik balok berkurang (4) usaha total pada balok sama dengan nol

Question

Jawaban yang benar adalah pernyataan (1), (2), dan (3) saja.

Pembahasan:

Konsep yang kita gunakan adalah usaha dan energi. Hukum kekekalan energi mekanik berlaku apabila gesekan diabaikan yang dirumuskan oleh:

EMawal = EMakhir

EP awal + EK awal = EP akhir + EK akhir

dimana:

EP = m g h dan EK = 1/2 m v².

Sedangkan pada sistem yang berlaku gaya non-konservatif, misalnya gaya gesek, maka tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Kita dapat meninjau teorema usaha-energi yaitu:

W = ΔEM

W = ΔEP + ΔEK.

Keterangan:

W = usaha oleh gaya non-konservatif (J)

ΔEM = perubahan energi mekanik (J)

ΔEP = perubahan energi potensial (J)

ΔEK = perubahan energi kinetik (J)

EM = energi mekanik (J)

EP = energi potensial (J)

EK = energi kinetik (J)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

h = ketinggian (m)

v = kecepatan (m/s).

Berdasarkan informasi di atas, analisis masing-masing pernyataan:

(1) Gaya gesek melakukan usaha pada balok.

Dari soal dikatakan bahwa setelah balok bergerak selama beberapa saat di bagian yang kasar, balok berhenti. Ini artinya gaya gesek melakukan usaha pada balok dengan arah yang berlawanan dengan arah gerak balok. (BENAR)

(2) Usaha oleh gaya gravitasi sama dengan minus perubahan energi potensial balok.

Karena terjadi perubahan ketinggian (posisi) pada balok, maka berlaku:

W_gravitasi = -ΔEP

W_gravitasi = -(EP_akhir- EP_awal). (BENAR)

(3) Energi mekanik balok berkurang.

Pada sistem di atas berlaku gaya non-konservatif, yaitu gaya gesek, maka tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Dengan kata lain energi mekanik balok berkurang. (BENAR)

(4) Usaha total pada balok sama dengan nol.

Usaha total pada balok yaitu W_total = ΔEK, dimana nilai ini tidak akan sama dengan nol. (SALAH)

Jadi, pada peristiwa tersebut hanya pernyataan (1), (2), dan (3) saja yang benar.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa