Besarnya energi potensial gravitasi dapat dirumuskan dengan persamaan

Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), energi bisa diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Atau, daya yang dapat digunakan dalam berbagai proses kegiatan. Salah satu contoh yang bisa disebut energi adalah listrik.

Di dalam ilmu fisika, ada salah satu materi pembahasan yang disebut dengan nama energi potensial. Satuan yang mengukurnya adalah joule.

Energi potensial dapat digambarkan sebagai suatu energi yang ada dalam suatu benda, karena letaknya berada pada medan gaya. Energi potensial bisa mempengaruhi benda yang posisinya menuju arah dari gaya.

Dalam artikel ini Katadata.co.id akan membahas tentang energi potensial. Baik itu tentang definisinya maupun rumus energi potensial. Simak penjelasannya berikut ini.

Materi energi potensial masuk dalam bahasan bab energi mekanik. Tidak hanya energi potensial, pada bab tersebut dijelaskan pula tentang energi kinetik. Energi mekanik sendiri memiliki definisi sebagai energi yang didasarkan pada sifat geraknya.

Merujuk dari buku berjudul IPA Fisika: Jilid 2, dijelaskan bahwa pengertian energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena posisinya terhadap acuan. Misalnya, kita bisa melihat contohnya pada batu yang berada di pinggir jalan. Batu tersebut memiliki energi potensial. Bila diberi gaya, batu tersebut akan jatuh. Batu di pinggir jalan dengan batu yang diletakan di atas lantai tentu berbeda energi potensialnya.

Jika dibandingkan antara energi potensial dengan energi kinetik, maka jelas keduanya memiliki perbedaan mendasar. Energi kinetik sendiri memiliki didefinisikan sebagai energi yang dimiliki benda karena geraknya.

Contoh dari energi kinetik ini bisa ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, saat kita melemparkan batu untuk menjatuhkan mangga di atas pohon. Buah mangga yang jatuh itu batu disebabkan oleh energi kinetik dari batu. Sementara itu perbedaan antara energi potensial dengan energi kinetik bisa dijumpai pada cara mengukurnya. 

Benda yang diam dan berada di ketinggian memiliki energi potensial. Umumnya ketinggian ini diukur dari atas tanah. Namun, benda bergerak tetapi tidak berada di ketinggian, maka benda itu tidak punya energi potensial.

Batu yang memiliki energi potensial disebabkan oleh gravitasi bumi. Jadi bisa dikatakan bahwa energi potensial gravitasi adalah, energi potensial dari benda yang didasari atas ketinggiannya terhadap bidang datar sebagai acuannya.

Tak hanya dipengaruhi gravitasi, energi potensial juga ada yang disebabkan oleh benda bersifat elastis. Misalnya karet, pegas, dan sebagainya.

Itulah pembahasan terkait definisi energi potensial, umumnya dalam bab energi mekanik pada ilmu fisika. Berikutnya akan mengulas tentang jenis-jenis energi potensial.

Setelah memahami apa itu definisi energi potensial, maka pembahasan selanjutnya adalah mengenal jenis-jenis energi potensial. Dalam ilmu fisika terdapat dua jenis energi yang diklasifikasikan sebagai energi potensial, yaitu energi potensial listrik dan energi potensial pegas. Berikut penjelasan lengkapnya.

1. Energi Potensial Listrik

Merujuk dari buku Fisika SMA Kelas XII, energi potensial listrik adalah energi yang dipengaruhi gaya gravitasi (listrik). Maksud dari penjelasan ini yaitu, suatu energi yang tersimpan dalam sebuah benda yang jatuh dari atas ketinggian ke tanah.

Saat benda itu mulai jatuh, energi potensial diubah menjadi energi kinetik. Energi ini sama dengan energi potensial benda yang disimpan pada sistem. Saat benda diam di tanah, energi kinetik diubah menjadi energi kalor.

Energi potensial listrik juga bisa didefinisikan sebagai suatu usaha melawan gaya listrik. Sebuah benda diupayakan untuk dipindah dari posisi a ke posisi b. Terdapat dua elemen utama pada energi potensial listrik. Elemen pertama yaitu posisi terhadap objek bermuatan listrik serta muatan listrik tersebut. Energi potensial listrik bisa diukur dalam satuan joule.

Dari penjelasan di atas kesimpulan yang bisa diambil adalah, energi potensial listrik merupakan energi yang erat kaitannya dengan usaha melawan gaya listrik atau gaya gravitasi.

2. Energi Potensial Pegas

Benda yang bersifat elastis memiliki energi potensial. Makanya, energi ini sering disebut sebagai energi potensial pegas. Energi potensial pegas dihasilkan dari gaya regang. Besarnya energi potensial pegas bergantung pada seberapa kuat gaya tekan pada benda tersebut.

Contoh benda-benda yang memiliki energi potensial pegas adalah karet, pegas, dan sebagainya. Benda seperti ini sangat mudah dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kita bisa menguji energi potensial pada bola yang diletakan di atas pegas. Energi potensial dalam pegas tidak akan muncul jika pegas itu tidak diregangkan.

Begitulah penjelasan tentang dua jenis energi potensial, yaitu energi potensial listrik berkaitan dengan usaha melawan gaya listrik, serta energi potensial pegas. Sebuah energi potensial dari benda bersifat elastis. Pembahasan berikutnya adalah rumus energi potensial.

Rumus Energi Potensial

Energi potensial bisa ada karena efek dari gaya gravitasi. Mengutip dari situs sumber.belajar.kemdikbud.go.id, energi potensial bisa dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

  • Ep = Energi potensial (J)
  • m = massa benda (kg)
  • g = percepatan gravitasi (m/s2)
  • h = tinggi benda dari permukaan tanah (meter)

Demikian ulasan tentang energi potensial. Materi ini mungkin sudah diajarkan di bangku sekolah. Namun, tidak ada salahnya Anda mempelajarinya kembali.

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya yang bergantung kepada percepatan gravitasi.

Energi potensial gravitasi dipengaruhi oleh massa, percepatan gravitasi dan ketinggian benda. Sehingga energi potensial gravitasi dirumuskan sebagai:

 

dengan, 

Ep = energi potensial (J)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = ketinggian benda (m)

Semua benda yang berada pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial gravitasi. Semakin tinggi letak suatu benda, semakin besar pula energi potensial gravitasinya. 

Besarnya energi potensial gravitasi dapat dirumuskan dengan persamaan

JAWABAN:

Dari soal di atas, diketahui bahwa:

Massa benda > m

Tinggi benda > h

Massa bumi > M

Jari –jari bumi > R

Ditanyakan besar energi potensial gravitasi > Ep

Jawab:

Jika menggunakan rumus energi potensial

Ep = m. g. h

Ep = m.

Besarnya energi potensial gravitasi dapat dirumuskan dengan persamaan
. h

Ep =

Besarnya energi potensial gravitasi dapat dirumuskan dengan persamaan

Berdasarkan uraian di atas, diperoleh besar energi potensial gravitasi .

PENJELASAN LEBIH LANJUT:

A.      Gaya Gravitasi

 “Semua benda di alam akan menarik benda lain dengan gaya yang besarnya sebanding dengan hasil kali massa partikel tersebut berbanding terbalik dengan kuadrat jarak nya”.

F = G. M. m/R2

Keterangan:         

F= gaya gravitasi (N)

M = massa benda 1 (kg)

m = massa benda 2 (kg)

r = Jarak kedua benda (m)

G = konstanta gravitasi (6,67 x 10-11) N.m2/kg2

Benda yang mengalami gaya gravitasi nol terletak diantara kedua benda/ muatan utama.

B.       Percepatan Gravitasi

Percepatan gravitasi disebut juga kuat medan gravitasi.

g = F/ M = G. m/R2

Semoga penjelasan di atas bermanfaat : )

Kelas : 10 SMA 

Mata pelajaran : Fisika 
Kategori: Hukum Newton Tentang Gravitasi
Kata kunci : 
Hukum Newton, Gravitasi Newton, gaya Gravitasi, medan Gravitasi, energi potensial Gravitasi, hukum keppler
Kode kategori berdasarkan kurikulum KTSP: 11.6.2