Kalau kebetulan kamu ingin belajar lebih tentang Energi Potensial, kamu bisa menyimak pembahasannya berikut. Setelahnya, kamu bisa mengerjakan kuis berupa latihan soal untuk mengasah kemampuan belajarmu.
Lewat pembahasan ini, kamu bisa belajar mengenai Energi Potensial. Kamu akan diajak untuk memahami materi dan tentang metode menyelesaikan soal.
Kamu juga akan memperoleh latihan soal interaktif yang tersedia dalam tiga tingkat kesulitan, yaitu mudah, sedang, dan sukar. Tertarik untuk mempelajarinya?
Sekarang, kamu bisa mulai mempelajari materi lewat uraian berikut. Apabila materi ini berguna, bagikan ke teman-teman kamu supaya mereka juga mendapatkan manfaatnya.
Kamu dapat download modul & kumpulan soal dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:
Definisi
Pengertian energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya. Semakin tinggi posisi benda terhadap bumi, maka semakin besar $E_{p}$ yang dimiliki benda
Energi Potensial
Pada sub bab sebelumnya telah dibahas tentang definisi usaha sebagai perkalian antara gaya dengan perpindahannya.
\begin{equation}
W=F\times\Delta r
\end{equation}
Apabila kita mengangkat benda bermassa $m$ yang awalnya setinggi $y_{i}$ hingga benda setinggi $y_{f}$ maka benda berpindah sejauh $\Delta r=y_{f}-y_{i}$. Besar gaya luar minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda adalah sebesar $F=mg.$ Sehingga besar usaha $W$ dapat dinyatakan sebagai berikut.
\begin{eqnarray}
W & = & F\times\Delta r\nonumber \\
W & = & mg\Delta r\nonumber \\
W & = & mgy_{f}-mgy_{i}
\end{eqnarray}
Spesi $mgy$ inilah yang menyatakan besar energi potensial disingkat dengan $U$ atau kadang digunakan simbol $E_{p}$. Indeks $i$ menyatakan kondisi awal dan $f$ menyatakan kondisi akhir.
\begin{equation}
U=mgy
\end{equation}
Berdasarkan persamaan (3) maka persamaan (2) dapat dinyatakan sebagai berikut.
\begin{eqnarray}
W & = & U_{f}-U_{i}\nonumber \\
W & = & \Delta U
\end{eqnarray}
Berdasarkan persamaan (4) dapat disimpulkan bahwa usaha merupakan perubahan $E_{p}$.
Persamaan (4) menyatakan besar usaha yang dilakukan oleh gaya yang digunakan untuk mengangkat benda. Besar usaha yang dilakukan oleh gaya berat tentu nilainya berlawanan. Karena gaya berat berlawanan arah dengan perpindahannya maka usaha yang dilakukan oleh gaya berat bernilai negatif dengan besar yang sama.
Contoh Soal Energi Potensial & Pembahasan
- Hitung energi yang dibutuhkan untuk mengangkat beban 5 kg setinggi 2 meter!
Penyelesaian:
Sehingga dapat kita cari besar $E_{p}$ adalah:
$\begin{alignedat}{1}U & =mgh\\
& =5\times10\times2\\
& =100\mbox{ J}
\end{alignedat}
$
- Pesawat bermassa $m$ mengudara pada ketinggian $h$ memiliki $E_{p}$ = 1200 kJ. Pesawat kemudian mengubah ketinggiannya menjadi $1,2h$, maka $E_{p}$ pesawat sekarang adalah sebesar….
Penyelesaian:
Dari sini kita perolah contoh energi potensial sebanding dengan ketinggiannya maka diperoleh
$\begin{alignedat}{1}\frac{U_{f}}{U_{i}} & =\frac{h_{f}}{h_{i}}\\
U_{f} & =\frac{1,2h}{h}\times U_{i}\\
& =1,2\times1200\\
& =1440\mbox{ kJ}
\end{alignedat}
$