Memahami energi bukan hanya sekadar menghafal rumus, tetapi juga mengaplikasikannya dalam berbagai skenario kehidupan nyata. Untuk membantu kamu menguasai materi ini, kami telah menyiapkan koleksi “soal fisika energi” terlengkap yang mencakup berbagai tipe pertanyaan: pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga mencocokkan. Setiap soal dirancang untuk menguji pemahamanmu secara mendalam. Jadi, siapkan pensil dan kertasmu, mari kita taklukkan setiap tantangan energi ini! Uji kemampuanmu dan pastikan kamu siap menghadapi ujian dengan percaya diri. Selamat belajar!
Kumpulan Contoh Soal Bongkar Rahasia Energi! 32 Soal Fisika Energi Paling Lengkap + Kunci Jawaban!
Pilihan Ganda
1. 1. Sebuah mobil bermassa 1.000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah energi kinetik mobil tersebut?
A. 100.000 J
B. 200.000 J
C. 400.000 J
D. 800.000 J
2. 2. Berapakah energi potensial gravitasi sebuah buku bermassa 0,5 kg yang berada di atas meja setinggi 0,8 meter dari lantai? (g = 10 m/s²)
A. 4 J
B. 5 J
C. 8 J
D. 10 J
3. 3. Satuan standar internasional (SI) untuk energi adalah…
A. Watt
B. Newton
C. Joule
D. Pascal
4. 4. Kemampuan untuk melakukan usaha disebut…
A. Daya
B. Energi
C. Momentum
D. Impuls
5. 5. Ketika buah kelapa jatuh dari pohonnya, terjadi perubahan energi dari…
A. Kinetik menjadi potensial
B. Potensial menjadi kinetik
C. Kimia menjadi kinetik
D. Panas menjadi kinetik
6. 6. Sebuah gaya sebesar 50 N mendorong balok sejauh 10 meter searah dengan gaya. Berapakah usaha yang dilakukan gaya tersebut?
A. 5 J
B. 50 J
C. 500 J
D. 5.000 J
7. 7. Jika sebuah mesin melakukan usaha 1.200 J dalam waktu 10 detik, berapakah daya mesin tersebut?
A. 12 W
B. 120 W
C. 1.200 W
D. 12.000 W
8. 8. Dalam sistem terisolasi tanpa gaya non-konservatif (seperti gesekan), jumlah energi kinetik dan energi potensial selalu konstan. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi…
A. Kinetik
B. Potensial
C. Mekanik
D. Termal
9. 9. Pernyataan yang benar mengenai energi potensial elastis adalah…
A. Energi yang dimiliki benda karena geraknya.
B. Energi yang dimiliki benda karena ketinggiannya.
C. Energi yang tersimpan pada benda elastis yang diregangkan atau ditekan.
D. Energi yang dihasilkan dari reaksi kimia.
10. 10. Sebuah benda bermassa 2 kg yang awalnya diam, didorong dengan gaya sehingga kecepatannya menjadi 4 m/s. Berapakah usaha total yang dilakukan pada benda tersebut?
A. 4 J
B. 8 J
C. 16 J
D. 32 J
11. 11. Pada lampu pijar, energi listrik diubah menjadi energi…
A. Kimia dan panas
B. Panas dan cahaya
C. Kinetik dan suara
D. Potensial dan listrik
12. 12. Energi yang dilepaskan dari inti atom melalui reaksi fisi atau fusi disebut energi…
A. Kimia
B. Termal
C. Nuklir
D. Elektromagnetik
13. 13. Faktor-faktor yang memengaruhi besarnya energi kinetik suatu benda adalah…
A. Massa dan ketinggian
B. Massa dan kecepatan
C. Kecepatan dan gravitasi
D. Ketinggian dan gravitasi
14. 14. Faktor-faktor yang memengaruhi besarnya energi potensial gravitasi suatu benda adalah…
A. Massa, kecepatan, dan gravitasi
B. Massa, ketinggian, dan gravitasi
C. Kecepatan, ketinggian, dan massa
D. Gaya, jarak, dan waktu
15. 15. Sebuah kotak ditarik dengan gaya 100 N membentuk sudut 30° terhadap lantai sejauh 5 meter. Jika cos 30° = ½√3, berapakah usaha yang dilakukan?
A. 250 J
B. 250√3 J
C. 500 J
D. 500√3 J
16. 16. Seorang anak bermain ayunan. Pada titik tertinggi ayunan, energi kinetiknya adalah…
A. Maksimum
B. Minimum
C. Nol
D. Setengah dari energi potensialnya
17. 17. Mana dari pernyataan berikut yang paling tepat menggambarkan konsep daya?
A. Jumlah total energi yang digunakan.
B. Kecepatan transfer energi atau laju usaha dilakukan.
C. Gaya yang diterapkan pada suatu objek.
D. Energi yang tersimpan dalam suatu sistem.
18. 18. Sebuah benda didorong di atas lantai kasar. Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek akan selalu…
A. Positif
B. Negatif
C. Nol
D. Konstan
19. 19. Sumber energi berikut ini yang termasuk energi terbarukan adalah…
A. Batu bara
B. Minyak bumi
C. Gas alam
D. Energi surya
20. 20. Sebuah pegas dengan konstanta pegas 200 N/m diregangkan sejauh 0,1 meter. Berapakah energi potensial pegas tersebut?
A. 1 J
B. 2 J
C. 0,1 J
D. 20 J
Isian Singkat
1. 1. Satuan daya dalam SI adalah…
2. 2. Rumus energi potensial gravitasi adalah Ep = mgh. Huruf ‘h’ pada rumus tersebut melambangkan…
3. 3. Ketika sebuah benda dilemparkan vertikal ke atas, pada titik tertinggi sesaat sebelum jatuh kembali, energi kinetiknya bernilai…
4. 4. Perubahan energi dari energi listrik menjadi energi bunyi terjadi pada alat elektronik seperti…
5. 5. Apabila usaha yang dilakukan pada suatu benda bernilai positif, maka energi kinetik benda tersebut akan mengalami…
Uraian
1. 1. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 meter. Jika g = 10 m/s², hitunglah energi kinetik benda saat mencapai ketinggian 5 meter dari tanah.
2. 2. Jelaskan perbedaan mendasar antara usaha (work) dan daya (power) dalam konteks fisika!
3. 3. Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 400 N/m. Jika pegas tersebut ditekan sejauh 5 cm, hitunglah energi potensial yang tersimpan dalam pegas tersebut.
4. 4. Sebutkan dan jelaskan tiga bentuk energi yang sering dipelajari dalam fisika beserta contohnya masing-masing!
5. 5. Sebuah balok bermassa 5 kg ditarik dengan gaya 20 N pada permukaan horizontal licin. Jika balok berpindah sejauh 10 meter, dan gaya tersebut membentuk sudut 0° (searah dengan perpindahan), hitunglah:
a. Usaha yang dilakukan oleh gaya tarik.
b. Perubahan energi kinetik balok.
Mencocokkan
1. Cocokkan istilah berikut dengan definisinya yang tepat:
1. Energi Kinetik
2. Energi Potensial
A. Energi yang dimiliki benda karena posisinya.
B. Energi yang dimiliki benda karena gerakannya.
2. Cocokkan rumus berikut dengan besaran fisika yang diwakilinya:
1. ½mv²
2. mgh
A. Energi Potensial Gravitasi
B. Energi Kinetik
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Pilihan Ganda
1. B
Pembahasan: Ek = ½mv² = ½ × 1000 kg × (20 m/s)² = ½ × 1000 × 400 = 200.000 J
2. A
Pembahasan: Ep = mgh = 0,5 kg × 10 m/s² × 0,8 m = 4 J
3. C
Pembahasan: Joule (J) adalah satuan SI untuk energi dan usaha.
4. B
Pembahasan: Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.
5. B
Pembahasan: Pada ketinggian, buah memiliki energi potensial. Saat jatuh, energi potensialnya berubah menjadi energi kinetik.
6. C
Pembahasan: W = F × s = 50 N × 10 m = 500 J
7. B
Pembahasan: P = W/t = 1.200 J / 10 s = 120 W
8. C
Pembahasan: Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan Em = Ek + Ep = konstan.
9. C
Pembahasan: Energi potensial elastis adalah energi yang tersimpan pada benda yang mengalami deformasi elastis.
10. C
Pembahasan: Usaha = ΔEk = Ek_akhir – Ek_awal = ½mv² – 0 = ½ × 2 kg × (4 m/s)² = 16 J
11. B
Pembahasan: Lampu pijar mengubah energi listrik menjadi cahaya dan panas.
12. C
Pembahasan: Energi nuklir berasal dari perubahan massa menjadi energi di dalam inti atom.
13. B
Pembahasan: Rumus energi kinetik adalah Ek = ½mv², jadi dipengaruhi oleh massa (m) dan kecepatan (v).
14. B
Pembahasan: Rumus energi potensial gravitasi adalah Ep = mgh, jadi dipengaruhi oleh massa (m), gravitasi (g), dan ketinggian (h).
15. B
Pembahasan: W = F cos θ × s = 100 N × ½√3 × 5 m = 250√3 J
16. C
Pembahasan: Pada titik tertinggi, ayunan berhenti sesaat sebelum berbalik arah, sehingga kecepatannya nol dan energi kinetiknya juga nol.
17. B
Pembahasan: Daya adalah laju di mana usaha dilakukan atau energi ditransfer (P = W/t).
18. B
Pembahasan: Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan perpindahan, sehingga usaha yang dilakukannya negatif.
19. D
Pembahasan: Energi surya adalah sumber energi terbarukan karena berasal dari matahari yang terus-menerus ada.
20. A
Pembahasan: Ep_pegas = ½kx² = ½ × 200 N/m × (0,1 m)² = 100 × 0,01 = 1 J
Isian Singkat
1. Watt
2. Ketinggian
3. Nol
4. Speaker/Pengeras suara
5. Peningkatan/bertambah
Uraian
1. Diketahui: m = 2 kg, h₁ = 20 m, h₂ = 5 m, g = 10 m/s².
Pada titik awal (h₁), Ek₁ = 0 (jatuh bebas dari diam).
Em₁ = Ek₁ + Ep₁ = 0 + mgh₁ = 2 kg × 10 m/s² × 20 m = 400 J.
Pada ketinggian h₂ = 5 m, Em₂ = Ek₂ + Ep₂ = Ek₂ + mgh₂.
Menurut hukum kekekalan energi mekanik, Em₁ = Em₂.
400 J = Ek₂ + (2 kg × 10 m/s² × 5 m)
400 J = Ek₂ + 100 J
Ek₂ = 400 J – 100 J = 300 J.
Jadi, energi kinetik benda saat mencapai ketinggian 5 meter adalah 300 J.
2. Usaha (Work) adalah besarnya energi yang ditransfer atau diubah ketika gaya bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut berpindah sejauh jarak tertentu. Satuan SI untuk usaha adalah Joule (J). Usaha tidak memperhitungkan waktu.
Daya (Power) adalah laju di mana usaha dilakukan atau laju di mana energi ditransfer. Dengan kata lain, daya adalah usaha per satuan waktu. Satuan SI untuk daya adalah Watt (W). Daya memperhitungkan seberapa cepat usaha itu dilakukan.
3. Diketahui: k = 400 N/m, x = 5 cm = 0,05 m.
Rumus energi potensial pegas adalah Ep = ½kx².
Ep = ½ × 400 N/m × (0,05 m)²
Ep = 200 × 0,0025
Ep = 0,5 J.
Jadi, energi potensial yang tersimpan dalam pegas adalah 0,5 J.
4. 1. Energi Kinetik: Energi yang dimiliki suatu benda karena gerakannya. Contoh: Mobil yang sedang bergerak, peluru yang ditembakkan.
2. Energi Potensial: Energi yang dimiliki suatu benda karena posisi atau keadaannya. Terbagi dua:
a. Energi Potensial Gravitasi: Energi yang dimiliki benda karena ketinggiannya terhadap suatu acuan. Contoh: Buah kelapa di pohon, air di bendungan.
b. Energi Potensial Elastis: Energi yang tersimpan pada benda elastis yang diregangkan atau ditekan. Contoh: Pegas yang ditarik, busur panah yang diregangkan.
3. Energi Mekanik: Jumlah total energi kinetik dan energi potensial dalam suatu sistem.
5. a. Diketahui: F = 20 N, s = 10 m, θ = 0°.
Usaha (W) = F cos θ × s
W = 20 N × cos 0° × 10 m
W = 20 N × 1 × 10 m = 200 J.
b. Menurut teorema usaha-energi kinetik, usaha total yang dilakukan pada benda sama dengan perubahan energi kinetiknya.
ΔEk = W
ΔEk = 200 J.
Jadi, usaha yang dilakukan adalah 200 J dan perubahan energi kinetik balok adalah 200 J.
Mencocokkan
1. 1 – B, 2 – A
2. 1 – B, 2 – A
