Energi potensial
Energi potensial adalah energi yang tersimpan atau terpendam dari suatu benda. Ini sering dikontraskan dengan energi kinetik.
Dalam fisika, energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena posisinya dalam medan gaya atau yang dimiliki suatu sistem karena cara bagian-bagiannya diatur. Jenis yang umum termasuk energi potensial gravitasi dari suatu objek yang bergantung pada posisi vertikal dan massanya, energi potensial elastis dari pegas yang diperpanjang, dan energi potensial listrik dari muatan dalam medan listrik. Satuan SI untuk energi adalah joule (simbol J).
Energi potensial sering dikaitkan dengan gaya pemulih seperti pegas atau gaya gravitasi. Tindakan meregangkan pegas atau mengangkat massa dilakukan oleh gaya eksternal yang bekerja melawan medan gaya potensial. Kerja ini disimpan dalam medan gaya, yang dikatakan disimpan sebagai energi potensial. Jika gaya eksternal dihilangkan, medan gaya bekerja pada tubuh untuk melakukan pekerjaan saat menggerakkan tubuh kembali ke posisi awal, mengurangi regangan pegas atau menyebabkan tubuh jatuh. Ketika ini terjadi, energi potensial berubah menjadi energi kinetik. Energi total tetap sama karena hukum kekekalan energi.
Fisikawan mengatakan bahwa energi potensial adalah perbedaan antara energi suatu benda pada posisi tertentu dan energinya pada posisi referensi.
Contoh sederhana
Membawa batu ke atas bukit meningkatkan energi potensialnya di bawah gravitasi. Meregangkan karet gelang meningkatkan energi potensial elastisnya, yang merupakan bentuk energi potensial listrik. Campuran bahan bakar dan oksidan memiliki energi potensial kimia, yang merupakan bentuk lain dari energi potensial listrik. Baterai juga memiliki energi potensial kimia.
Jenis energi potensial
Ada berbagai jenis energi potensial, masing-masing terkait dengan jenis gaya tertentu.
Energi potensial gravitasi
Energi potensial gravitasi dialami oleh suatu benda ketika ketinggian dan massa merupakan faktor dalam sistem. Energi potensial gravitasi menyebabkan benda-benda bergerak ke arah satu sama lain. Jika sebuah benda diangkat pada jarak tertentu dari permukaan dari Bumi, gaya yang dialami disebabkan oleh berat dan ketinggian. Kerja didefinisikan sebagai gaya pada suatu jarak, dan kerja adalah kata lain untuk energi. Energi potensial yang ditambahkan ketika Anda mengangkat sebuah benda adalah:
U = F Δ h {\gaya tampilan U = F\Delta h} 
di mana
F {\displaystyle F}
adalah gaya gravitasi
Δ h {\displaystyle \Delta h}
adalah perubahan ketinggian
atau
U = m g h {\displaystyle U=mgh} 
Di sini, g = 9,81 m/s 2 {\textstyle g=9,81\ \mathrm {m/s} ^{2}}
adalah percepatan akibat gravitasi.
Kerja total yang dilakukan oleh energi potensial gravitasi ketika sebuah benda jatuh dari posisi 1 ke posisi 2 adalah:
Δ W = U 1 - U 2 {\displaystyle \Delta W=U_{1}-U_{2}}} 
atau
Δ W = m g h 1 - m g h 2 {\displaystyle \Delta W=mgh_{1}-mgh_{2}}} 
di mana
m {\displaystyle m}
adalah massa objek
h 1 {\displaystyle h_{1}}
adalah posisi pertama
h 2 {\displaystyle h_{2}}
adalah posisi kedua
Energi potensial listrik
Energi potensial listrik dialami oleh muatan-muatan baik yang berbeda maupun yang sama, karena mereka saling tolak-menolak atau saling tarik-menarik. Muatan dapat berupa positif (+) atau negatif (-), di mana muatan yang berlawanan menarik dan muatan yang serupa menolak. Jika dua muatan ditempatkan pada jarak tertentu satu sama lain, energi potensial yang tersimpan di antara muatan-muatan tersebut dapat dihitung dengan:
U = k Q q r {\displaystyle U={\frac {kQq}{r}}}} 
di mana
k {\displaystyle k}
adalah 1/4πє (untuk udara atau vakum adalah 9 x 10 9 N m 2 / C 2 {\displaystyle 9x10^{9}Nm^{{2}/C^{2}}} 
)
Q {\displaystyle Q}
adalah muatan pertama
q {\displaystyle q}
adalah muatan kedua
r {\displaystyle r}
adalah jarak yang terpisah
Energi potensial elastis
Energi potensial elastis dialami ketika bahan kenyal ditarik atau didorong bersama-sama. Besarnya energi potensial yang dimiliki bahan tergantung pada jarak yang ditarik atau didorong. Semakin jauh jarak yang didorong, semakin besar energi potensial elastis yang dimiliki bahan tersebut. Jika suatu bahan ditarik atau didorong, energi potensial dapat dihitung dengan:
U = 1 2 k x 2 {\displaystyle U={\frac {1}{2}}}kx^{2}}} 
di mana
k {\displaystyle k} adalah konstanta gaya pegas (seberapa baik material meregang atau memampat)
x {\displaystyle x}
adalah jarak perpindahan material dari posisi aslinya
Halaman terkait
- Energi kinetik
Pertanyaan dan Jawaban
T: Apa itu energi potensial?
J: Energi potensial adalah energi yang tersimpan atau terpendam dari sebuah objek. Energi ini sering dikontraskan dengan energi kinetik dan merupakan energi yang dimiliki sebuah benda karena posisinya dalam medan gaya atau yang dimiliki sebuah sistem karena cara penyusunan bagian-bagiannya.
T: Apa saja jenis energi potensial yang umum?
J: Jenis energi potensial yang umum termasuk energi potensial gravitasi, energi potensial elastis, dan energi potensial listrik.
T: Apa satuan SI untuk mengukur energi?
J: Satuan SI untuk mengukur energi adalah joule (simbol J).
T: Bagaimana kerja dapat disimpan sebagai energi potensial?
J: Kerja menjadi tersimpan sebagai potensi ketika dilakukan oleh gaya eksternal yang bekerja melawan medan gaya potensi. Kerja ini kemudian disimpan dalam medan gaya sebagai energi potensial.
T: Bagaimana perubahan potensial menjadi kinetik?
J: Ketika gaya eksternal yang bekerja melawan medan gaya pada posisi tertentu dihilangkan, hal ini menyebabkan benda bergerak kembali ke posisi awal, mengurangi regangan pada pegas atau menyebabkan benda jatuh. Pada titik ini, setiap potensi yang ada berubah menjadi kinetik dan jumlah total keseluruhan tetap konstan karena hukum kekekalan Energi.
T: Bagaimana fisikawan mendefinisikan Energi Potensial?
J: Fisikawan mengatakan bahwa Energi Potensial dapat didefinisikan sebagai perbedaan antara energi suatu benda pada posisi tertentu dan posisi referensi.
