Hukum Kekekalan Mekanik dan Medan Listrik

   Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, contohnya perubahan energi listrik menjadi kimia, cahaya, dan sebagainya. Contoh yang lain seperti yang dilakukan oleh Anton berikut ini. Anton membuat pembangkit listrik mini bertenaga angin di rumahnya. Mula-mula dia membuat sebuah baling-baling yang dihubungkannya dengan motor listrik. Motor listrik tersebut dapat berputar kencang karena adanya tenaga angin. Oleh karena baling-balingnya berputar, maka Anton dapat menghidupkan lampu di rumahnya walaupun masih dalam skala kecil. Nah, kasus yang dialami Anton tersebut menggambarkan bagaimana sifat kekekalan energi.
        Selain itu, konsep hukum kekekalan energi mekanik juga terjadi pada meteor. Meteor yang jatuh ke bumi mengalami gerak jatuh bebas. Meteor dengan massa tertentu melesat memasuki atmosfer bumi karena ada gaya gravitasi bumi. Pada peristiwa tersebut energi potensial yang dimiliki meteor berubah menjadi energi kinetik. Agar kalian lebih jelas memahami konsep hukum kekekalan mekanik dan medan listrik, simak ulasan berikut.

        Pada topik sebelumnya, kalian telah berhasil menyelesaikan soal-soal tentang gerak partikel bermuatan dalam medan listrik di antara dua keping sejajar menggunakan persamaan umum gerak. Gerak partikel bermuatan (seperti proton dan elektron) dalam medan listrik juga dapat diselesaikan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik. Jika gesekan-gesekan udara diabaikan (misal ruang hampa) dan tidak terdapat gaya lain yang bekerja pada partikel bermuatan---kecuali gaya Coulomb---, maka menurut hukum kekekalan energi mekanik berlaku hubungan berikut. Jumlah energi potensial dan energi kinetik pada partikel bermuatan adalah tetap.

Energi potensial listrik EP = qV dan energi kinetik EK =  mv2 sehingga:

Keterangan:
v1 dan v2 = kecepatan muatan mula-mula dan akhir (m/s);
V1 dan V2 = potensial di titik mula-mula dan akhir dalam (J/C atau V);
m = massa partikel bermuatan (kg); dan
q = muatan partikel (C).

Untuk meningkatkan pemahaman kalian tentang hukum kekekalan energi mekanik, cermati contoh soal berikut.