ENERGI POTENSIAL

Energi potensial adalah Kemampuan melakukan kerja karena posisi atau letak disebut energi potensial. Sebagai contoh, benda yang terletak pada ketinggian tertentu berpotensi untuk jatuh. Pada saat benda tersebut jatuh, berarti telah mengubah energi poteansialnya menjadi energi kinetik. Pengertian energi potensial hanya berhubungan dengan gaya konservatif. Semua benda memiliki potensi bergerak yang masih belum diketahui seberapa besar gaya yang dihasilkan dari pergerakannya. Beberapa yang sangat tampak dalam kehidupan sehari-hari adalah seperti kegiatan olahraga dan beberapa hal yang berhubungan dengan benda secara langsung. Salah satu contoh energi potensial yaitu pegas, ketapel, busur, anak panah dan gaya gravitasi.

Besar gaya gravitasi (gaya berat) yang dialami oleh sebuah benda yang berada dekat permukaan bumi ditulis sebagai:

Berdasarkan persamaan diatas g dianggap konstan pada posisi dekat permukaan bumi. Besarnya kerja diperlukan untuk memindahkan suatu benda bermassa dari ketinggian h₁ ke ketinggian h₂ diatas permukaan bumi diperoleh sebagai:

Gambar diatas menunjukkan kerja oleh perpindahan benda dari h₁ ke h_2. Dalam hal ini besaran mgh, merupakan besaran energi yang tersimpan pada benda tersebut pada posisi ketinggian h. Oleh karena itu besaran mgh dinamakan energi potensial gravitasi suatu benda yang massanya m dibawah percepatan gravitasi g yang terletak pada jarak h dari suatu kerangka acuan.

Karena itu       E_p = mgh

Gambar diatas menunjukkan benda bermassa (m) berjarak (r) dari puat bumi .Jika posisi jauh dari permukaan bumi, maka gaya gravitasi tidak lagi konstan, melainkan berubah menurut hubungan.

G adalah konstanta gravitasi, MB adalah massa bumi, disebut energi potensial bumi. Sedangkan potensial gravitasi V didefenisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk membawa satu satuan massa dari tak berhingga ke r dalam ruang dimana medan tidak lenyap. Kerja yang dilakukan bila benda tersebut berpindah dari posisi r₁ ke r₂ diberikan oleh:

Energi potensial pegas Seperti yang telah diturunkan pada persamaan (3.5), bila dalam keadaan posisi seimbang (kendur) panjang pegas x₀. Pegas kemudian diberi gaya F sehingga pegas bertambah panjang menjadi x maka pegas akan memberikan gaya perlawanan sebesar F = -k (x - x₀) yang berarti bahwa gaya yang diberikan pada pegas F = -F'= k(x - x₀). Kerja yang dilakukan untuk merubah panjang pegas dari x₀ menjadi x diberikan oleh:

Gambar 7 Perubahan panjang pegas menghasilkan kerja

Bila x=x_o merupakan posisi awal benda (x=0), berarti:

W=(1/2)kx²

Menurut persamaan di atas, untuk mengubah panjang pegas sejauh x maka harus dilakukan usaha sebesar (1/2)kx². Bila pegas dilepaskan dari kedudukan simpangannya, maka pada pegas terdapat potensi (kemampuan) untuk mengendalikan pegas ke keadaan awal. Hal ini berarti bahwa jika perubahan panjang pegas adalah x, maka pegas menyimpan energi potensial (Ep) sebesar (1/2)kx².

Disusun oleh: 

khosideh (12630094)