Besaran yang mempengaruhi energi potensial sebuah benda adalah

Energi potensial adalah energi yang mempengaruhi benda karena posisi (ketinggian) benda tersebut yang mana kecenderungan tersebut menuju tak terhingga dengan arah dari gaya yang ditimbulkan dari energi potensial tersebut. Satuan SI untuk mengukur usaha dan energi adalah Joule (simbol J). Energi potensial juga bisa dimiliki oleh benda dalam keadaan tertekan seperti panah yang akan dilepaskan dari busurnya.[1]

Table of Contents Show

Kalkulasi dari energi potensial elastis
1. Energi Kinetik
2. Energi Potensial
Contoh Soal Energi Kinetik dan Energi Potensial :
Video yang berhubungan

Energi potensial

Dalam panahan, energi berpindah dari energi potensial dari pemanah menjadi energi kinetik pada panah ketika dilepaskan.

Simbol umumPE, U, or VSatuan SIjoule (J)Turunan dari
besaran lainnyaU = m · g · h (gravitasi)

U = ½ · k · x2 (elastis)
U = C · V (listrik

U = -m · B (magnet)

Gravitasi bumi, salah satu gaya yang menimbulkan energi potensial.

Energi potensial dari kereta roller coaster akan maksimum saat berada pada lintasan tertinggi.

Sebutan "energi potensial" pertama kali dikemukakan oleh seorang teknik dan fisikawan berkebangsaan Skotlandia, William Rankine.[2][3]

Contoh sederhana energi ini adalah jika seseorang membawa suatu batu ke atas bukit dan meletakkannya di sana, batu tersebut akan mendapat energi potensial gravitasi. Jika kita meregangkan suatu pegas, kita dapat mengatakan bahwa pegas tersebut membesar & memanjang berarti pegas tersebut mendapatkan energi potensial elastik.

Berbagai jenis energi dapat dikelompokkan sebagai energi potensial. Setiap bentuk energi ini dihubungkan dengan suatu jenis gaya tertentu yang bekerja terhadap sifat fisik tertentu suatu materi (seperti massa, muatan, elastisitas, suhu, dll). Energi potensial gravitasi dihubungkan dengan gaya gravitasi yang bekerja terhadap massa benda; energi potensial elastik terhadap gaya elastik yang bekerja terhadap elastisitas objek yang berubah bentuk; energi potensial listrik dengan gaya Coulomb; gaya nuklir kuat atau gaya nuklir lemah yang bekerja terhadap muatan elektrik pada objek; energi potensial kimia, dengan potensial kimia pada suatu konfigurasi atomik atau molekular tertentu yang bekerja terhadap struktur atomik atau molekular zat kimia yang membentuk objek dan juga energi potensial termal dengan gaya elektromagnetik yang berhubungan dengan suhu objek.

Pegas digunakan untuk menyimpan energi potensial elastis

Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis (contohnya adalah busur panah) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau kompresi. Akibatnya adalah akan ditimbulkannya gaya yang akan berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Jika tekanan/renggangan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi kinetik.

Kalkulasi dari energi potensial elastis

Energi potensial elastis tersimpan di dalam pegas yang direnggangkan dapat dihitung dengan menemukan usaha yang diperlukan untuk merenggangkan pegas tersebut sejauh x dari panjang asli pegas sebelum direnggangkan:

U e = − ∫ F → ⋅ d x → {\displaystyle U_{e}=-\int {\vec {F}}\cdot d{\vec {x}}}

sebuah pegas ideal akan mengikuti aturan Hukum Hooke:

F = − k x {\displaystyle {F=-kx}\,}

Usaha yang dilakukan (dan energi potensial yang tersimpan) dapat dinyatakan dalam:

U e = − ∫ F → ⋅ d x → = − ∫ − k x d x = 1 2 k x 2 . {\displaystyle U_{e}=-\int {\vec {F}}\cdot d{\vec {x}}=-\int {-kx}\,dx={\frac {1}{2}}kx^{2}.}

Satuannya adalah Joule.

Persamaan ini sering digunakan dalam perhitungan posisi kesetimbangan mekanis. Persamaan lainnya dapat dilihat di energi potensial elastis.

Catatan 1: Parameter yang dimaksud dapat berupa posisi, temperatur, medan listrik dan muatan listrik, medan magnetik, konsentrasi zat, massa, dan lain-lain.

^ C., Giancoli, Douglas (2016). Physics. Pearson Australia Pty Ltd. OCLC 1027159124.
^ William John Macquorn Rankine (1853) "On the general law of the transformation of energy," Proceedings of the Philosophical Society of Glasgow, vol. 3, no. 5, pages 276-280; reprinted in: (1) Philosophical Magazine, series 4, vol. 5, no. 30, pages 106-117 (February 1853); and (2) W. J. Millar, ed., Miscellaneous Scientific Papers: by W. J. Macquorn Rankine, ... (London, England: Charles Griffin and Co., 1881), part II, pages 203-208.
^ Smith, Crosbie (1998). The Science of Energy - a Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain. The University of Chicago Press. ISBN 0-226-76420-6.

Wikibuku Rumus-Rumus Fisika Lengkap memiliki halaman berjudul

Energi

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Energi_potensial&oldid=19460180"

Pengertian Energi Potensial dan Energi Kinetik Beserta Contohnya

Amongguru.com. Seperti yang sudah kita ketahui bahwa menurut hukum kekekalan energi, energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya.

Sesuai dengan bunyi hukum kekekalan energi tersebut, maka dapat dijelaskan bahwa energi tidak dapat dibuat oleh manusia, karena energi sudah tersedia di alam. Manusia hanya bisa merubah bentuk energi.

Terdapat banyak bentuk energi dalam kehidupan, misalnya energi listrik, energi kimia, energi potensial, energi kinetik, energi cahaya, energi bunyi, dan energi

Di dalam menggunakan energi harus secara bijaksana, agar dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Pemanfaatan energi untuk merusak kehidupan hanya akan menimbulkan penyesalan.

Misalnya penggunaan energi nuklir untuk perang yang menimbulkan banyak korban jiwa dan juga kerusakan lingkungan.

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai dua bentuk energi yang sangat dekat dengan kehidupan manusia, yaitu energi kinetik dan energi potensial.

1. Energi Kinetik

Tahukah Anda, bahwa setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik? Ya… Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena benda tersebut memiliki kecepatan (bergerak). Misalnya gerak kincir yang ditiup angin, maka kincir tersebut memiliki energi kinetik.

Contoh lainnya dari energi kinetik adalah gerak jatuhnya buah kelapa ke bawah. Energi kinetik buah kelapa semakin mendekati tanah akan semakin besar, karena tarikan gaya gravitasi.

Faktor-faktor yang Memengaruhi Energi Kinetik Benda

Terdapat dua faktor yang mempengaruhi energi kinetik sebuah benda, yaitu massa benda dan kecepatan gerak benda.

Mengapa kelajuan sepeda motor lebih besar daripada truk? Jawabannya adalah karena massa sepeda motor lebih kecil daripada massa truk, sehingga kelajuan sepeda motor lebih cepat dibandingkan kelajuan truk. Untuk dapat melaju lebih cepat, maka truk membutuhkan energi yang lebih besar pula.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar massa sebuah benda, maka akan makin besar pula energi kinetikanya.

Semakin cepat sebuah benda bergerak, akan semakin besar juga energi kinetiknya. Massa dan kelajuan adalah dua hal yang mempengaruhi besarnya energi kinetik benda.

Hubungan antara energi kinetik, massa benda, dan kecepatan benda secara matematis sebagai berikut.

dengan :

Ek = energi kinetik (Joule)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan (m2)

2. Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukannya terhdap tanah. Semakin tinggi kedudukan suatu benda, maka akan semakin besar energi potensialnya.

Ketika buah kelapa masih berda di pohonnya, maka buah tersebut memiliki energi potensial karena kedudukannya terhadap tanah.

Akan tetapi apabila buah kelapa tersebut jatuh, buah kelapa memiliki energi kinetik karena geraknya.

Ketika buah kelapa menyentuh tanah, maka energi potensilnya nol, karena kedudukannya terhadap tanah juga nol.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Energi Potensial Benda

Enerngi potensial suatu benda dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu massa benda, percepatan gravitasi bumi, dan ketinggian benda.

Semakin besar massa sebuah benda, akan makin besar pula energi potensialnya. Semakin tinggi kedudukan benda terhadap tanah, juga berakibat energi potensial yang dimilikinya semakin besar.

Secara matematis, hubungan antara energi potensial, massa benda percepatan gravitasi, dan ketinggian benda dirumuskan sebagai berikut.

Ep = m x g x h

dengan :

Ep = energi potensial (Joule)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

h = ketinggian benda (m)

Contoh Soal Energi Kinetik dan Energi Potensial :

Soal 1

Kecepatan sebuah mobil diperbesar menjadi 3 kali semula. Hitunglah perbandingan energi kinetik semula dan sekarang!

Pembahasan :

V2 = 3Vi

EK(1) : Ek(2) = ½ m x V(1)2 : ½ m x V(2)2

EK(1) : Ek(2) = V(1)2 : V(2)2

EK(1) : Ek(2) = 12 : 32

EK(1) : Ek(2) = 1 : 9

Soal 2

Berat Firman di bumi adalah 360 Newton. Jika percepatan gravitasi di bumi 10 m/s2 dan percepatan gravitasi di bulan percepatan gravitasi bumi, maka hitunglah berat Firman ketika berada di bulan!

Pembahasan :

w = m × g

360 = m × 10

m = 360/10

m = 36 kg

Wd(bulan) = m × g(bulan)

W = 36 × 1/6 × 10

W = 36 × 10/6

W = 36 × 5/3

W = 60 N

Soal 3

Perhatikan gambar berikut!

Energi kinetik benda di titik B adalah 100 Joule. Jika massa benda 2,5 kg, maka hitunglah energi kinetik benda pada saat menyentuh tanah di titik C!

Pembahasan :

EP(B) = m x g x h (B)

EP(B) = 2,5 x 10 x 6

EP(B) = 150

Em(A) = Em(C)

Ek(A) + Ep(A) = Ek(C) + Ep(C)

100 + 150 = Ek(C) + (m x g x h(C))

150 = Ek(C) + 25

Ek(C) = 250 Joule

Soal 4

Sebuah mobil melaju di jalan raya dengan kecepatan 72 km/jam. Apabila massa mobil tersebut 2.000 kg, hitunglah energi kinetik yang dimiliki mobil tersebut!

Pembahasan:

Vmbl = 72 km/jam

Vmbl = 72.000 m

Vmbl = 3.600 s

Vmbl = 20 m/s

Ek = ½ m x V2

Ek = ½ 2.000 kg x (20m/s)2

Ek = 1.000 kg x 400m2/s2

Ek = 400.000 kg m/s2x m

Ek = 400.000 joule

Ek = 400 kJ