Gambar berikut menunjukkan seorang pengendara sepeda sedang menuruni sebuah bukit yang panjang. Pengendara sepeda mulai bergerak dari keadaan diam di P, kemudian menuruni bukit di Q melalui jarak vertikal 50 m. Ia tidak mengerem atau menggerakkan pedal. Kecepatan pengendara di Q adalah 11 m/s. Massa total pengendara dan sepedanya adalah 80 kg. Percepatan gravitasi adalah 10 m/s 2 .Usulkan mengapa pengurangan energi potensial dan peningkatan energi kinetik adalah berbeda? Jelaskan hukum kekekalan energi berlaku terhadap situasi ini.

Pembahasan

Diketahui: h P = 50 m v P = 0 v Q = 11 m/s m = 80 kg g = 10 m/s2. Ditanya: = ? Pembahasan: Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda akibat kedudukannya. Energi potensial ini dapat dihitung dengan persamaan: Semakin tinggi posisi suatu benda maka akan semakin besar pula nilai energi potensial yang ia miliki. Karena pengendara sepeda bergerak menuruni sebuah bukit, maka energi potensialnya akan berkurang, dengan besar pengurangan: Sementara itu, energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda akibat geraknya, secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut: Semakin tinggi kecepatan benda maka akan semakin besar pula energi kinetik yang ia miliki. Karena ketika menuruni bukit pengendara sepeda mengalami pertambahan kecepatan, maka energi kinetik pengendara sepeda juga akan mengalami peningkatan sebesar: Sehingga diperoleh informasi bahwa energi potensial pengendara berkurang sebesar 40000 J, sementara itu energi kinetiknya bertambah sebesar 4840 J. Pengurangan energi potensial dan peningkatan energi kinetik pengendara berbeda karena terdapat energi yang hilang atau berubah menjadi bentuk energi lain seperti energi panas atau bunyi.