Sebuah benda bermassa 2 kg diletakkan di tanah. Benda itu ditarik secara vertikal ke atas dengan gaya 30 N selama 2 s, kemudian dilepaskan tanpa kecepatan awal sehingga jatuh ke tanah. Kecepatan benda sesaat ketika mengenai tanah sebesar .... ( g = 10 m / s 2 )

Pembahasan

Diketahui: m = 2 kg v 0 ​ = 0 F = 30 N t = 2 s g = 10 m / s 2 Ditanya: energi kinetik benda saat mengenai tanah? Hitung percepatan benda saatditarik secara vertikal ke atas, dengan hukum II newton Σ F F − m g 30 − ( 2 ) ( 10 ) 10 a ​ = = = = = ​ ma ma 2 a 2 a 5 m / s 2 ​ Ketinggian benda yang dicapai setelah 2 s adalah: h = v 0 ​ t + 2 1 ​ a t 2 h = 0 + 2 1 ​ ( 5 ) ( 2 ) 2 h = ( 2 , 5 ) ( 4 ) h = 10 m Berdasarkan hukum kekekalan energi mekanik, besar energi mekanik mula-mula sama dengan energi mekanik akhir. Anggap posisi awalnya adalah ketika benda berada di atas, sedangkan posisi akhirnya ketikabenda berada di tanah. E m ​ E p ​ + E k ​ ​ = = ​ E m ′ ​ E p ′ ​ + E k ′ ​ ​ Ketika berada di atas, benda dijatuhkan tanpa kecepatan awal, maka energi kinetiknya bernilai nol. Lalu ketika berada di tanah, energi potensial benda bernilai nol. Kecepatan benda sesaat sebelum mengenai tanah dapat dihitung dengan m g h + 0 ( 2 ) ( 10 ) ( 10 ) 200 v v v ​ = = = = = = ​ 0 + 2 1 ​ m v 2 2 1 ​ ( 2 ) ( v ) 2 v 2 200 ​ 100 × 2 ​ 10 2 ​ m / s ​ Jadi, jawaban yang tepat adalah B.