Perlu kalian ketahui, apabila energi potensial ini ada pada setiap benda. Walaupun benda tersebut dalam keadaan bergerak ataupun diam, sebab benda dapat mempunyai potensial yang tidak terduga.
Hal itu juga turut dipengaruhi dengan adanya gaya yang diberikan pada benda.
Sebagai contoh pada saat kalian bersepeda di daerah perbukitan, maka jalur yang akan dilewati juga cukup beragam mulai dari tanjakan sampai turunan.
Pada saat kalian melewati jalan, maka gaya yang diberikan kepada benda akan besar atau dapat dikatakan potensial in.
Begitu juga sebaliknya, apabila pada jalur turunan, kalian dapat langsung melepaskan potensial yang dimiliki oleh benda tanpa harus memberikan gaya yang besar, atau disebut sebagai potensial out.
Daftar Isi
Pengertian Energi Potensial
Di dalam wikipedia, pengertian dari energi potensial adalah energi yang dapat mempengaruhi benda karena sebab (ketinggian) benda itu berkecenderungan menuju tidak terhingga dengan arah dari gaya yang disebabkan adanya energi potensial tersebut.
Atau dapat disebut pula jika energi potensial/ EP merupakan energi diam, sebab dalam keadaan benda diam juga masih mempunyai kandungan energi.
Tetapi pada saat suatu benda bergerak, maka potensial akan berubah menjadi energi kinetik.
Jenis dari energi ini terdiri atas beragam jenis mulai dari potensial gravitasi potensial pegas, serta potensial listrik.
Energi yang diberikan terhadap benda dapat mempengaruhi posisi benda itu yang mana dapat diartikan menuju tujuan yang tidak terhingga, tetapi masih mengikuti sumber gaya yang dapat menghasilkan energi tersebut.
Dalam mengukur usaha dan energi, lambang satuan SI nya berupa Joule.
Energi Potensial Gravitasi
Jenis energi satu ini berlangsung dalam gerakan suatu benda yang dikarenakan adanya gravitasi bumi.
Hal tersebut juga membuat suatu benda akan jatuh menyentuh tanah.
Perubahan energi yang berlangsung diartikan secara sistematis dengan rumus di bawah ini:
Ep = mgh
Keterangan:
Ep: energi potensial gravitasi (joule)
m: massa benda (kg)
g: gravitasi (m/ S2)
h: ketinggian suatu benda (m)
Energi Potensial Listrik
Jenis energi yang satu ini dapat berlangsung dalam suatu partikel yang mempunyai muatan bergerak dalam suatu medan listrik.
Pada waktu itu, medan listrik kemudian akan memberikan gaya terhadap partikel supaya dapat bekerja.
Perubahan energi yang berlangsung diartikan secara sistematis dengan rumus di bawah ini:
Ep = k(q0q/ r)
Keterangan:
Ep: potensial listrik (joule)
k: konstanta (9×109N.m2/C2)
q0: muatan sumber (coulomb)
q: muatan uji (coulomb)
Energi Potensial Pegas
Jenis energi satu ini dibutuhkan ketika melakukan renggangan atau tekanan pada pegas.
Perubahan energi yang berlangsung diartikan secara sistematis dengan rumus di bawah ini:
Ep = ½ kx2
Keterangan:
Ep: potensial listrik (joule)
k: konstanta (9×109N.m2/ C2)
x: perubahan posisi (m)
Energi Potensial dalam Kehidupan Sehari – hari
Energi potensial kerap kali diterapkan terhadap beberapa kasus yang berlangsung di dalam kehidupan sehari – hari.
Berikut adalah beberapa contoh penerapan energi potensial dalam kehidupan sehari – hari, antara lain:
1. Magnet
Ketika kedua buah magnet dihadapkan dengan kutub positif dan kemudian diletakkan berdekatan antara yang satu dengan yang lain, maka potensial elektrostatik kemudian akan dihasilkan.
2. Bola bergulir
Pada saat bola bergulir yang melewati lereng, maka akan berlangsung 2 moment yakni akan menyimpan potensial pada waktu benda berada di puncak serta yang kecil akan pada saat bola tersebut turun secara cepat sampai berhenti.
3. Kembang api
Kembang api menyimpan potensial kimia yang nantinya akan bekerja pada saat benda tersebut bersentuhan dengan api.
Pada saat dinyalakan, reaktan kemudian akan bekerja sampai kembang api tersebut dapat menyala.
4. Busur
Pada saat busur ditarik serta panah belum meluncur menuju arah target, maka benda itu kemudian akan menyimpan energi terlebih dahulu lalu melepaskan gaya elastisitas supaya busur panah dapat mengenai target yang disasarkan.
5. Mobil
Mobil dapat bergerak apabila mempunyai bahan bakar berupa bensin, begitu pula dengan mainan yang mempunyai sumber energi dari baterai.
Energi kimia itu nantinya dapat diubah menjadi kinetik sampai mobil dapat menyala pada saat dioperasikan.
6. Peer
Peer adalah salah satu contoh potensial elastis sebab memiliki bentuk yang dapat direnggangkan.
Peer ini akan menyimpan energi terlebih dahulu, kemudian pada saat dilepaskan, peer tersebut akan mempunyai perubahan panjang serta mempunyai elastisitas.
7. Buah di pohon
Buah dari pohon mempunyai kemampuan yang dapat terlepas sendiri kapan saja.
Sebagian orang mungkin saja akan berpikir apabila buah jatuh maka hal tersebut menandakan buah itu sudah waktunya matang.
Tetapi fenomena itu sebetulnya terjadi akibat adanya daya tarik yang dipengaruhi dengan adanya gravitasi bumi.
8. Trampolin
Trampolin yang tidak dipakai pada dasarnya tidak mempunyai potensial.
Benda itu hanya akan menyimpan energi saja sehingga pada saat benda tersebut dipakai untuk bermain akan menghasilkan gaya pantulan.
9. Prinsip kerja ketapel
Pada ketapel ada pegas atau karet yang fungsinya untuk alat pelontar batu maupun peluru mainan.
Karet atau pegas yang ditarik serta ditahan mempunyai energi potensial.
Apabila pegas atau karet tersebut dilepaskan, maka energi potensial kemudian akan berubah menjadi energi kinetik
10. Prinsip kerja pembangkit listrik tenaga air
Prinsip yang dipakai hampir sama dengan prinsip kerja pada ketapel, dimana alat akan menaikkan potensial gravitasi air – air yang terkumpul.
Contoh Soal Energi Potensial
Berikut adalah contoh soal energi potensial fisika beserta pembahasannya, antara lain:
1. Ada buah kelapa yang masih menggantung di pohon bermassa 2,5 kg. Apabila pohon kelapa tersebut mempunyai ketinggian 9 meter. Hitunglah energi potensial pada buah kelapa tersebut apabila diketahui gaya gravitasinya g = 10 m/s2!
Jawab:
Diketahui:
m = 2,5 kg
h = 9 m
g = 10 m/s2
Pembahasan:
Ep = m g h
Ep = 2,5 kg x 10 m/s2 x 9 m
Ep = 225 joule.
Sehingga, energi potensial/ EP pada kelapa itu sebesar 225 Joule.
2. Sebuah bola basket mempunyai massa 3 kg yang diletakan di atas lemari. Apabila bola basket tersebut diketahui mempunyai energi sebesar 105 joule, maka hitunglah ketinggian dari lemari tersebut. Serta diketahui jika gravitasinya sebesar g = 10 m/s2.
Jawab:
Diketahui:
g = 10 m/s2
m = 3 kg
Ep = 105 J
Pembahasan:
Ep = m g h
h = Ep : (m x g)
h = 105 : (3 kg x 10 m/s2)
h = 105 : 30
h = 3,5 meter
Sehingga, diperoleh ketinggian lemari tersebut yaitu 3,5 meter.
3. Suatu pegas mempunyai konstanta pegas sebesar 400 N/m. Pegas tersebut kemudian dipakai untuk melontarkan peluru dengan massa 10 g. Hitunglah kecepatan peluru pada saat pegas ditekan sejauh 10 cm dari keadaan setimbang?
Diketahui:
k = 400 N/m
m = 10 g = 1x 10-2 kg
x = 10 cm = 0.01 m
Pembahasan:
Ep = E k
½ kx2 = ½ mv2
½ 400 (1×10-2) = ½ (1x 10-2) v2
v = 20 m/s
Sehingga, kecepatan peluru pada saat pegas ditekan sejauh 10 cm dari kondisi setimbang yaitu 20 m/s.
4. Hitung energi yang diperlukan untuk mengangkat beban seberat 5 kg dengan tinggi 2 meter!
Jawab:
Sehingga bisa kita cari besar Ep yaitu:
Ep = mgh
=5 × 10 ×2
=100 J
5. Bola pejal yang bermassa 2 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal sebesar 20 m/s. Apabila percepatan gravitasi di tempat tersebut diketahui 10 m/s2, maka hitunglah energi potensial benda pada titik tertinggi!
Jawab:
Diketahui:
m = 2 kg
Vo = 20 m/s
g = 10 m/s2
Vt = 0, h1 = 0
Ditanyakan Ep2 = … ?
Berdasarkan konsep gerak vertikal ke atas:
h max = Vo2/ 2g
h max = (20)2/ 20
h max = 400/ 20
h max = 20 m
Energi potensial dititik tertinggi:
Ep2 = m.g. h max
Ep2 = 2 (10) 20
Ep2 = 400 J
Sehingga, energi potensial/ EP pada bola pejal itu sebesar 400 J.
