Apa itu energi potensial

Energi potensial adalah energi ketinggian. Ini adalah salah satu bentuk energi dalam fisika. Ini adalah energi "potensial" yang diperoleh suatu benda karena berada di bawah pengaruh gravitasi seperti gravitasi bumi atau di bawah pengaruh medan listrik jika benda tersebut memiliki muatan listrik.

Jenis energi potensial:

• Energi potensial gravitasi.
• Energi potensial di bawah pengaruh medan listrik.
• Energi ditempatkan di bawah pengaruh gaya tarik elastis, seperti pegas.

Mengubah energi potensial di ketinggian:

Energi potensial suatu benda berubah saat ketinggiannya di atas tanah. Jika kita mengasumsikan untuk sementara bahwa energi potensial suatu benda di permukaan bumi sama dengan nol, lalu kita melempar batu secara vertikal ke atas, benda tersebut dimulai dengan energi gerak yang tinggi dan segera memperlambat kecepatannya secara perlahan karena gravitasi, dan energi kinetiknya berubah menjadi energi posisi selama ketinggiannya. Sekalipun batu tersebut telah mencapai ketinggian maksimumnya, semua energi kinetiknya diubah menjadi energi potensial. Dan batu dimulai dengan aksi energi posisi untuk bergerak kedua ke bawah, di mana kecepatannya meningkat hingga bertemu dengan tanah, kemudian energi posisinya (yang diperoleh di atas) telah diubah menjadi energi kinetik yang kedua.

Di setiap titik jalur batu selama naik dan turun, jumlah energi gerak dan energi posisinya konstan.

Pendulum dan Mode Energi:

Pendulum jam bergerak membentuk busur di sekitar pusat gravitasinya, jadi kita menemukannya bergerak dari titik tertinggi di sebelah kanan, di mana ia diam sesaat dan kecepatannya meningkat menuju titik pusat di mana tingginya paling mungkin, dan pada titik itu telah mencapai kecepatan maksimumnya, kemudian didorong ke kiri. Kecepatannya menurun secara bertahap hingga mencapai ketinggian maksimumnya ke kiri, di mana kecepatannya menjadi nol kedua. Kemudian proses tersebut diulangi dari kiri ke kanan hingga mencapai titik tertinggi ke kanan dan kecepatannya menjadi nol, dan seterusnya. Energi gerak dan posisi pendulum berubah sepanjang waktu, tetapi jumlahnya tetap sama. Pada titik tertinggi ke kanan atau titik tertinggi ke kiri - saat pendulum bergerak dan kecepatannya mencapai nol - di sini energi posisinya sama dengan energi totalnya, (karena energi gerak bergantung pada kecepatan objek, dan jika objek diam, energi geraknya nol). Kemudian, pada kedua titik atas (kanan atau kiri), energi potensial berubah menjadi energi gerak, jadi kita dapati kecepatan bandul bertambah ke arah titik tengah bawah, dan pada titik tersebut energi posisi pendulum memiliki semuanya. telah diubah menjadi energi kinetik.

Eksploitasi energi potensial untuk menghasilkan listrik:

Bendungan biasanya digunakan untuk menampung air dan menghasilkan listrik. Energi potensial yang sangat besar yang tersimpan di sungai di belakang bendungan digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik di pembangkit listrik tenaga air. Di stasiun-stasiun ini, energi potensial air pertama-tama diubah menjadi energi kinetik ketika air jatuh dari atas, dan itu memutar turbin kita, yang pada gilirannya menjadi generator listrik, dan dengan demikian kita memperoleh energi listrik yang kita gunakan untuk meringankan dan mengoperasikan pabrik.

Hai Sobat Zenius, di kesempatan kali ini gue mau ajak elo belajar lebih jauh tentang energi potensial dimulai dari rumus energi potensial, contoh soal dan pembahasan serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Di pelajaran Fisika, pasti elo udah sering denger dong sama yang namanya “energi“? Energi itu apaan, sih emangnya? Di dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) sendiri, energi adalah kemampuan seseorang atau sesuatu untuk melakukan suatu kegiatan tertentu.

Nah, untuk kali ini, kita bakal bahas tentang “energi potensial“, Sobat Zenius. Yuk, cari tahu langsung di pembahasan di bawah!

Daftar Isi

• Apa itu Energi Potensial?
• Macam-Macam Energi Potensial
• Rumus Energi Potensial
• Contoh Soal dan Pembahasan

Apa itu Energi Potensial?

Energi potensial merupakan energi yang dimiliki oleh suatu objek yang diperoleh akibat posisi atau kedudukan benda tersebut. Satuan energi potensial dalam Sistem Internasional (SI) sendiri adalah Joule. 

Nah, elo juga mungkin pernah dengar tentang “energi kinetik“. Bedanya, energi kinetik itu merupakan energi yang dimiliki oleh suatu objek dikarenakan kecepatan (objek tersebut bergerak). Kalau jumlah energi potensial dan energi kinetik digabungin, maka akan membentuk yang namanya “energi mekanis“.

Macam-Macam Energi Potensial

Energi Potensial Gravitasi

Yap, betul. Yang Sir Isaac Newton temuin tentang buah di pohon yang jatuh ke tanah itu adalah salah satu wujud dari energi potensial gravitasi, lho. Benda-benda lain yang jatuh dari suatu ketinggian tertentu, itu juga contoh energi potensial gravitasi. Asal jangan elo aja yang jatuh, nanti bisa berabe, hehe.

Sesuai dengan namanya nih, energi potensial gravitasi itu merupakan perubahan energi yang dipengaruhi oleh adanya gravitasi bumi.

Energi Potensial Pegas

Nah, kalau yang ini penerapan di kehidupan sehari-harinya bisa elo lihat di tali pada busur yang lagi ditarik ke belakang nih. Energi tersebut kemudian akan berubah jadi energi kinetik saat panah di tali busur itu dilepaskan.

Energi potensial pegas juga sering disebut dengan energi potensial elastis, karena dia memang ada pada benda-benda elastis (pegas itu sendiri, bola, dan masih banyak lagi). Sederhananya, energi potensial pegas ini dihasilkan atas regangan ataupun tegangan dari suatu benda yang memiliki sifat elastis.

Coba deh elo cari contoh alat lain yang menggunakan energi potensial pegas juga! Eitss, tapi gimana ya cara menentukan energi potensial pada sistem pegas? Jawabannya akan elo temukan di bagian rumus energi potensial ya!

Energi Potensial Listrik

Kalau energi yang satu ini bisa ditemukan di barang-barang elektronik yang ada di rumah elo nih.

Sederhananya, energi potensial listrik itu merupakan energi yang diakibatkan oleh partikel-partikel bermuatan listrik yang bergerak di dalam medan listrik, berubah menjadi gaya, hingga kemudian mampu untuk memindahkan muatan listrik.

Rumus energi potensial bakal kerasa rumit banget kalau elo nggak coba langsung mengerjakannya. Tentunya elo bisa lihat step-by-step pengerjaanya di aplikasi Zenius. Udah punya belum nih, kalau belum pas banget nih elo tinggal klik banner di bawah ini dan langsung download deh! 

Download Aplikasi Zenius

Tingkatin hasil belajar lewat kumpulan video materi dan ribuan contoh soal di Zenius. Maksimaln persiapanmu sekarang juga!

Rumus Energi Potensial

Sudah paham tentang jenis-jenis energi potensial, sekarang lanjut cek rumus energi potensial ya.

Rumus Energi Potensial Gravitasi

Keterangan:

Ep = energi potensial gravitasi (Joule)

m = massa benda (kg)

g = gravitasi bumi (m/s2)

h = ketinggian benda (meter)

Rumus Energi Potensial Pegas

Keterangan:

Ep = energi potensial pegas (Joule)

k = konstanta Coulomb

x = perubahan posisi benda (meter)

Rumus Energi Potensial Listrik

Keterangan:

Ep = energi potensial listrik (Joule)

k = konstanta Coulomb

Q = muatan sumber (Coulomb)

q = muatan uji (Coulomb)

r = jarak antara muatan Q dan q (meter)

Contoh Soal dan Pembahasan

Hapal rumus doang percuma kalau elo nggak coba praktekin langsung gimana cara hitungnya. Makanya, gue kasih elo contoh soal energi potensial dan pembahasannya buat elo belajar.

Contoh Soal 1

Diketahui sebuah lemari bermassa 10 kg dinaikkan ke lantai 8 sebuah gedung apartemen dengan energi potensial sebesar 2000 Joule. Berapa tinggi lantai ke-8 apartemen tersebut? (g = 10 m/s2)

Pembahasan:

h = Ep / m.g

h = 2000 / 10.10

h = 20 meter.

Jadi, tinggi lantai ke-8 apartemen tersebut adalah 20 meter.

Setelah elo baca dan coba itung juga, udah tau dong contoh di atas adalah contoh soal energi potensial gravitasi. Lanjut deh ke contoh soal untuk energi potensial pegas.

Contoh Soal 2

Diketahui sebuah pegas memiliki massa 4 kg. Ketika siang hari, pegas tersebut berubah panjang dari 6 cm menjadi 8 cm. Berapakah energi potensial pegas tersebut?

Pembahasan:

a). x = 8 – 6 cm

x = 2 cm

x = 0,02 m

b). F = w

F = m.g

F = 4. 10

F = 40N

c). k = F / x

k = 40 / 0.02

k = 2000

d). Maka:

Ep = 1/2. 2000.(0.02. 0.02)

Ep = 1000. (0.0004)

Ep = 0,4 Joule

Jadi, energi potensial pegas tersebut sebesar 0,4 Joule.

Contoh Soal 3

Diketahui dua buah muatan A dan B memiliki jarak sebesar 2 meter. Muatan A memiliki q sebesar +10 μC, sementara muatan B memiliki q sebesar -4 μC. Berapa perubahan energi potensial muatan B ketika bergerak ke muatan A?

Pembahasan:

a). Muatan A = +10 x 10^-6 C, Muatan B = -4 x 10^-6 C

b). Konstanta Coulomb = 9 x 10^9 Nm^2C^-2

c). Maka:

Ep = (9 x 10^9 Nm^2C^-2) (9 x 10^9 Nm^2C^-2) (4 x 10^-6 C) / 2

Ep = (81 x 10^3)(4×10^-6) / 2

Ep = 324 x 10^-3 / 2

Ep = 162 x 10^-3 Joule.

Jadi perubahan energi potensial listrik muatan B menuju ke muatan A berkurang sebesar 162 x 10^-3 Joule.

Gimana setelah membaca macam-macam, rumus dan contoh soal energi potensial tadi? Pastikan elo membaca soal dengan baik sehingga elo tau rumus energi potensial mana yang akan elo gunakan.

Biar belajarnya makin semangat, langganan paket belajar Zenius aja yuk. Dengan banyak video pembelajaran dan juga tutor yang siap jawab pertanyaan elo, bikin belajar jadi lebih mudah. Klik banner di bawah ini untuk beli paketnya ya!

Sampai sini dulu ya pembahasan kali ini. Gue tungguin komen elo kalau masih ada yang bingung atau mau ditanyain. Semangat belajar Sobat Zenius!

Apa yang dimaksud dengan energi potensial?

Apa saja contoh energi potensial?

Apa yang dimaksud dengan energi potensial dan contoh?

Apa rumus dari energi potensial?