Langsung ke konten utama

Energi Potensial



Suatu benda dapat menyimpan energi karena kedudukan atau posisin benda tersebut. Contohnya, suatu beban yang diangkat setinggi  h akan memiliki energi potensial, dan busur yang ditarik / diregangkan sejauh x akan memiliki energi potensial. Dengan demikian, energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda akibat kedudukan atau posisi benda tersebut dan suatu saat dapat dimunculkan.


gambar 4.5
 
Energi potensial terbagi atas dua, yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis. Energi potensial gravitasi ini timbul akibat tarikan gaya gravitasi Bumi yang bekerja pada benda. Contoh energi potensial gravitasi ini adalah seperti pada Gambar diatas. Jika massa beban diperbesar, energi potensial gravitasinya juga akan membesar. Demikian juga, apabila ketinggian benda dari tanah diperbesar, energi potensial gravitasi beban tersebut akan semakin besar. Hubungan ini dinyatakan dengan persamaan
     EP = m g h    ....................(4–3)
dengan: EP = energi potensial (joule),
                 w = berat benda (newton) = mg,
                  m = massa benda (kg),
                   g = percepatan gravitasi bumi (m/s2), dan
                    h = tinggi benda (m).

Sebuah benda yang berada pada suatu ketinggian tertentu apabila dilepaskan, akan bergerak jatuh bebas sebab benda tersebut memiliki energi potensial gravitasi. Energi potensial gravitasi benda yang mengalami jatuh bebas akan berubah karena usaha yang dilakukan oleh gaya berat.
Perhatikanlah Gambar 4.6. Apabila tinggi benda mula-mula  h1 , usaha yang dilakukan oleh gaya berat  benda (W)untuk mencapai tempat setinggi h2  adalah sebesar:
gambar 4.6
 

      W = mgh2 – mgh1
      W = mg (h2 – h1) ..................... (4–4)
      dengan: Wb = usaha oleh gaya berat.
      W = Δ EP     ........................... (4–5)
contoh
Mula-mula, sebuah benda dengan massa 2 kg berada di permukaan tanah. Kemudian, benda itu dipindahkan ke atas meja yang memiliki ketinggian 1,25 m dari tanah. Berapakah perubahan energi potensial benda tersebut? (g = 10 m/s2).
Jawab
Diketahui: m = 2 kg, h2 = 1,25 m, dan g = 10 m/s2.
Perubahan energi potensial benda:
ΔEP  =  mg (h2 – h1)
          =  (2 kg) (10 m/s2) (1,25 m – 0 m)  = 25 joule
Jadi, perubahan energi potensialnya 25 joule.
2. Sebuah benda berada pada ketinggian 40 m dari tanah. Kemudian, benda itu jatuh bebas. Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya berat hingga benda sampai ke tanah? Diketahui massa benda adalah 1,5 kg dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2.
Jawab
Diketahui: h1 = 40 m, h2 = 0, m = 1,5 kg, dan g = 10 m/s2.
W =  mgh1 – mgh2
W =  mg (h1 – h2)
W =  (1,5 kg)(10 m/s2)(40 m – 0 m)
W =  600 joule

Latihan Soal

 Bentuk energi potensial yang kedua adalah energi potensial elastis. Energi potensial adalah energi yang tersimpan di dalam benda elastis karena adanya gaya tekan dan gaya regang yang bekerja pada benda. Contoh energi potensial ini ditunjukkan pada Gambar. Besarnya energi potensial elastis bergantung pada besarnya gaya tekan atau gaya regang yang diberikan pada benda tersebut.
gambar 4.7
 

Anda telah mempelajari sifat elastis pada pegas dan telah mengetahui bahwa gaya pemulih pada pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjangnya. Pegas yang berada dalam keadaan tertekan atau teregang dikatakan memiliki energi potensial elastis karena pegas tidak berada dalam keadaan posisi setimbang. Perhatikanlah Gambar 4.8. Grafik tersebut menunjukkan kurva hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas yang memenuhi Hukum Hooke. Jika pada saat Anda menarik pegas dengan gaya sebesar F1 , pegas itu bertambah panjang sebesar Δx1 . Demikian pula, jika Anda menarik pegas dengan gaya sebesar F2 , pegas akan bertambah panjang sebesar Δx2. Begitu seterusnya.
gambar 4.8
 
 
Dengan demikian, usaha total yang Anda berikan untuk meregangkan pegas adalah
W = F1.Δ x1 + F2.Δ x2
Besarnya usaha total ini sama dengan luas segitiga di bawah kurva  F terhadap Δ x sehingga dapat dituliskan
    W = ½  F. Δ x
    W = ½  (k.Δ x).Δ x
    W = ½  kΔx2  ................(4–6)
Energi potensial pegas ini juga dapat berubah karena usaha yang dilakukan oleh gaya pegas. Besar usaha yang dilakukan oleh gaya pegas itu dituliskan dengan persamaan
      W = Δ EP    ......................(4–7)
contoh
1. Sebuah pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 15 cm. Kemudian, ujung bawah pegas diberi beban 5 kg sehingga pegas bertambah panjang menjadi 20 cm.
Tentukanlah:
a. tetapan pegas, dan
b. energi potensial elastis pegas.
Jawab
Diketahui:  x0 = 15 cm,  x1 = 20 cm = 0,2 m, dan m = 5 kg.
2. Perhatikan grafik hubungan gaya (F) dan pertambahan panjang pegas ( x Δ ) berikut. Tentukan energi potensial elastis pegas pada saat pegas ditarik dengan gaya 50 N.
Jawab
Diketahui F = 50 N.




||PETA KONSEP||USAHA||ENERGI||ENERGI KINETIK||ENERGI POTENSIAL||ENERGI MEKANIK||HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK|| DAYA||
Label:

Postingan populer dari blog ini

DOKUMEN 1,2 DAN 3 KTSP PADA KURIKULUM 2013

Di Dalam Permendikbud No. 61 Tahun 2014 dijelaskan bahwa KTSP adalah kurikulum operasional yang disusun oleh dan dilaksanakan di masing-masing satuan pendidikan. Pengembangan KTSP jenjang pendidikan dasar dan menengah mengacu pada Standar Nasional Pendidikan, Kerangka Dasar dan Struktur Kurikulum, dan pedoman implementasi Kurikulum. KTSP dikembangkan oleh satuan pendidikan dengan melibatkan komite sekolah/madrasah, dan kemudian disahkan oleh kepala dinas pendidikan atau kantor kementerian agama provinsi dan kabupaten/kota sesuai dengan kewenangannya. Dokumen 1,2, dan 3 KTSP berisi, antara lain : Dokumen 1 yang disebut dengan Buku I KTSP berisi sekurang-kurangnya visi, misi, tujuan, muatan, pengaturan beban belajar, dan kalender pendidikan. Penyusunan Buku I KTSP menjadi tanggung jawab kepala sekolah/madrasah. Dokumen 2 yang disebut dengan Buku II KTSP berisi silabus. Buku II KTSP sudah disusun oleh Pemerintah, dan dokumen 3 yang disebut dengan...
Baca selengkapnya

GAMBARAN UMUM SAMBUNGAN INTERNET

Secara    umum   ada    dua    (2)    cara    untuk    dapat    tersambung    ke    Internet,    yaitu   melalui sambungan    perorangan    dan   melalui    sambungan    perkantoran.    Sambungan    perorangan (home user) biasanya digunakan di rumah atau kantor menggunakan satu buah komputer saja.    Sambungan    perkantoran/kampus    (corporate    user)    biasanya    berupa    sekumpulan komputer    yang    terkait    dalam    sebuah    jaringan    lokal    (biasa    di    sebut   Local    Area Network/LAN) yang tersambung pada kecepatan tinggi ke Internet.Dari sisi peralatan, konfigurasi sambungan tersebut adalah sebagai berikut. ...
Baca selengkapnya

APLIKASI HP ANDROID YANG DAPAT DIPERGUNAKAN DALAM KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR

Handphone Android atau  tablet ada yang dilarang dalam proses belajar mengajar, karena dianggap dapat merusak konsentrasi melalui game, media sosial dan aplikasi chatting. Padahal, terdapat banyak aplikasi pendidikan yang bisa memudahkan guru dan murid. Setidaknya bisa digunakan oleh guru dalam memberikan tugas belajar di rumah atau belajar kelompok, karena hampir sebagian besar siswa terutama di perkotaan telah memiliki  HP berbasis Android. Berikut ini saya kutip lima Aplikasi Smartphone dari http://www.nextren.com dan puluhan aplikasi pembelajaran dari http://m-edukasi.kemdikbud.go.id/ 1. Edmodo Diskusi murid dan guru di kelas kadang tak selesai bertepatan dengan bel pulang sekolah. Untuk itu Edmodo hadir. Aplikasi ini memungkinkan guru dan murid-murid melanjutkan diskusi di kelas ke ranah chatting. Pertukaran konten seperti video dan foto dimungkinkan. Guru juga bisa membuat kuis dan survey online untuk bahan evaluasi belajar-mengajar di kelas. Bahkan, pekerjaan rum...
Baca selengkapnya