Sebuah bola meluncur seperti pada gambar (anggap lintasannya licin sempurna atau tanpa gesekan). Jika diketahui massa m, dan pada lintasan melingkar berjari-jari R. Berapakah ketinggian minimal agar bola dapat melintasi lingkaran?

Jawaban yang benar adalah 5R/2. Diketahui: Massa benda = m Lintasan licin Percepatan gravitasi = g Jari-jari lintasan lingkaran = R Ditanya: h minimal = h = ...? Jawab: Konsep yang kita gunakan adalah kekekalan energi mekanik, yaitu di setiap titik apabila gesekan diabaikan maka berlaku konservasi energi mekanik yang dirumuskan oleh: EMawal = EMakhir EP awal + EK awal = EP akhir + EK akhir dimana: EP = m g h dan EK = 1/2 m v², dengan: 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 pada soal, dikatakan bola dapat melintasi lingkaran. Ini artinya di titik tertinggi dalam lintasan melingkar, besar gaya normal (N) bernilai nol, sehingga yang berperan sebagai gaya sentripetal adalah gaya berat saja. Maka, kecepatan pada saat melewati titik tertinggi lintasan lingkaran adalah: F sentripetal = w m v² / R = m g v = √(gR). Untuk menentukan ketinggian minimal (h) gunakan hukum kekekalan energi mekanik di titik awal benda (misalkan titik a) dan titik tertinggi dalam lintasan lingkaran (misalkan titik b). EMA = EMB EPA + EKA = EPB + EKB mghA + 0 = mghB + 1/2 m vB² g hA = g hB + 1/2 vB² g hA = g (2R) + 1/2 x [√(gR)]² g hA = 2 gR + 1/2 x gR hA = 2R + 1/2 R hA = 5/2 R atau 5R/2. Jadi, ketinggian minimal agar bola dapat melintasi lingkaran adalah 5R/2.