Desacanggu.id– Beberapa orang kurang memahami apa sebenarnya energi potensial itu sedangkan yang lainnya sudah lupa. Padahal jenis energi ini sangat mudah ditemukan di dalam kehidupan sehari-hari. Berbagai benda yang ada di sekitar manusia mempunyai potential energy.
Jenis energi ini juga bisa ditemukan di dalam berbagai wujud. Ingin tahu apa saja contoh potential energy dalam kehidupan manusia serta apa saja bentuk energi ini? Sebelumnya, pahami dulu pengertian potential energy agar bisa mengenal lebih dalam energi yang satu ini.
Apa Itu Potential Energy
Potential energy merupakan suatu bentuk energi yang bisa memberikan pengaruh terhadap suatu benda karena ketinggian atau posisi benda tersebut. Dalam sistem internasional atau SI, potential energy mempunyai satuan pengukuran berupa Joule.
Selain potential energy, ada juga energi lain yang bernama energi kinetik serta energi mekanis. Energi kinetik adalah energi yang ada dalam suatu objek karena kecepatan objek itu saat bergerak. Jika digabungkan dengan potential energy, maka akan menghasilkan energi mekanis.
Setiap benda, bahkan yang tidak bergerak, mempunyai potential energy. Sebagai contoh, buah yang masih ada di pohon tidak bergerak tapi mempunyai potential energy. Saat buah tersebut jatuh dari pohon maka ada pergerakan. Potential energy buah tersebut pun akan berubah menjadi energi kinetik.
Berbagai Jenis Energi Potensial
Agar bisa lebih mendalami dan mengenal potential energy, pastikan untuk memahami berbagai jenisnya. Setiap jenis potential energy mempunyai rumusnya sendiri. Tapi sebelum mempelajari rumusnya, sangat penting untuk memahami pengertian dan penjelasan setiap jenis potential energy.
1. Gravitasi
Jenis potential energy yang pertama adalah energi gravitasi yang sudah sangat terkenal berkat Sir Isaac Newton. Ilmuwan tersebut menemukan energi gravitasi hanya dengan mempelajari apel yang terjatuh dari pohon. Benda lain yang jatuh dari ketinggian pun mempunyai energi yang sama.
Sesuai dengan istilahnya, yaitu energi gravitasi, jenis energi yang satu ini mengalami perubahan energi. Perubahan tersebut dipengaruhi oleh gaya gravitasi yang ada di bumi ini. Perubahan posisi benda yang tadinya berada di atas kemudian jatuh ke bawah termasuk dalam potential energy.
Penyebab terjadinya perubahan posisi benda dari atas ke bawah adalah gravitasi yang ada di bumi. Kedudukan suatu benda akan dibandingkan dengan posisi permukaan bumi. Semakin tinggi jaraknya dari permukaan bumi, akan semakin besar potential energy yang dihasilkan.
2. Listrik
Jenis potential energy lainnya adalah energi listrik yang bisa dengan mudah ditemukan di berbagai barang elektronik dan sering digunakan untuk mempermudah kehidupan manusia. Secara sederhana, energi listrik ini merupakan suatu energi yang disebabkan oleh berbagai partikel bermuatan listrik.
Berbagai partikel tersebut bergerak di suatu medan listrik sehingga akan berubah menjadi gaya. Setelah itu produk elektronik akan bisa memindahkan muatan listrik. Medan listrik nantinya akan mengarahkan gaya yang tercipta kemudian melakukan kerja pada partikel bermuatan listrik.
Energi listrik akan tersimpan di antara pelat yang mempunyai muatan negatif dan positif. Semakin besar muatan negatif serta positifnya, akan semakin besar pula energi listrik yang disimpan di dua pelat itu. Jenis potential energy yang satu ini sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia.
3. Pegas
Jenis terakhir potential energy yang juga ada dalam kehidupan manusia adalah pegas. Contohnya adalah tali busur panah yang sedang ditarik ke arah belakang. Nantinya, energi yang ada akan diubah menjadi energi kinetik ketika pemanah melepaskan panah dari tali busur.
Istilah lain untuk energi potensial pegas adalah energi elastis. Istilah tersebut digunakan karena energi pegas biasanya terdapat di berbagai benda yang sifatnya elastis, seperti pegas dan bola. Secara sederhana, energi pegas ini dihasilkan oleh tegangan atau regangan benda yang sifatnya elastis.
Besar kecilnya energi pegas dipengaruhi oleh kuat tidaknya gaya tekan yang diberikan terhadap benda yang bersifat elastis tersebut. Penerapan gaya dengan menegangkan atau meregangkan benda akan menciptakan energi yang akan disimpan.
4. Kimia
Energi kimia juga termasuk salah satu bentuk potential energy. Hal ini karena energi yang dimilikinya akan disimpan di dalam ikatan kimia setiap zat. Nantinya, energi kimia bisa dilepaskan dengan bantuan reaksi kimia.
Salah satu contoh energi kimia ada pada makanan yang bisa membuat tubuh manusia memperoleh kekuatan dan energi untuk berpikir dan bergerak. Contoh lainnya adalah energi kimia yang berada di dalam bensin. Ketika bensin digunakan di kendaraan, mobil dan motor bisa melaju.
5. Nuklir
Encyclopedia Britannica menyatakan bahwa energi nuklir pun termasuk dalam bentuk potential energy. Alasannya adalah adanya energi nuklir yang disimpan di inti atom. Potential energy ini nantinya akan dilepaskan dengan dilakukannya peristiwa fusi nuklir atau fisi nuklir.
Dari lima jenis potential energy di atas, yang paling sering ditemukan dalam kehidupan setiap hari adalah tiga jenis pertama. Setelah memahami apa saja jenis potential energy yang ada, pastikan untuk mempelajari juga rumus menghitung energi untuk setiap potential energy yang ada.
Berbagai Rumus Energi Potensial
Agar bisa menghitung potential energy, diperlukan beberapa rumus yang sifatnya pasti dan tidak berubah. Setiap jenis potential energy memerlukan rumus yang berbeda, jadi pastikan untuk mempelajari setiap rumus yang ada. Berikut ini tiga rumus untuk beberapa jenis potential energy.
1. Rumus energi gravitasi
Energi gravitasi merupakan suatu bentuk potential energy yang menyebabkan perubahan posisi atau kedudukan. Untuk menghitung besar kecilnya energi gravitasi pada suatu benda, pelajari dan gunakan rumus energi gravitasi di bawah ini.
Rumus: Ep = m.g.h
Ep merupakan besaran potential energy gravitasi yang akan dihitung. Setelah menghitung energi gravitasi, satuan Ep yang akan digunakan adalah Joule. M merupakan massa benda dengan satuan kilogram atau kg. Sedangkan G adalah gravitasi bumi dengan satuan m/s2.
Dan yang terakhir adalah H atau ketinggian benda yang terjatuh atau posisi semula benda sebelum berpindah kedudukan. Satuan untuk H adalah meter atau m.
2. Rumus energi listrik
Energi listrik punya banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Misalnya, energi ini bisa menyalakan lampu, televisi, serta berbagai perlengkapan elektronik yang digunakan sehari-hari. Untuk menghitung besaran energi ini, gunakan rumus potential energy listrik berikut ini.
Rumus: Ep = atau Ep = k(Q.q/r)
Seperti rumus yang sebelumnya, Ep merupakan singkatan untuk potential energy dengan satuan pengukuran Joule. Kemudian k merupakan konstanta coulomb. Q yang ditulis menggunakan huruf kapital atau huruf besar mewakili muatan sumber dengan satuan pengukuran coulomb.
Dan q yang ditulis dengan menggunakan huruf kecil adalah muatan uji yang juga mempunyai satuan pengukuran coulomb. Yang terakhir, r merupakan jarak antara Q dan q dengan satuan pengukuran dalam meter atau m.
3. Rumus energi potensial pegas
Potential energy pegas yang ada di berbagai benda elastis juga membutuhkan rumus perhitungan tersendiri. Rumus dan cara menghitung berikut ini akan sangat membantu dalam menghitung besaran energi pegas pada bola karet, pegas, karet, atau benda elastis yang lainnya.
Rumus: Ep = atau Ep =
Penjelasan untuk rumus yang satu ini adalah Ep untuk besaran potential energy pegas yang akan dihitung. Satuan pengukurannya akan menggunakan Joule. Kemudian k merupakan konstanta coulomb dan x merupakan perubahan posisi atau kedudukan benda dengan satuan meter atau m.
Contoh Soal untuk Memahami Potential Energy
Menghitung besaran potential energy bukan sesuatu yang mudah untuk dipahami dan dilakukan. Agar semakin paham dengan materi yang sulit ini, coba perhatikan beberapa contoh yang membahas potential energy berikut ini. Kemudian coba cari soal lain dan pecahkan sendiri permasalahannya.
1. Pembahasan energi gravitasi
Sebuah lemari yang beratnya 10 kg dipindahkan ke sebuah apartemen, tepatnya di lantai 8. Potential energy yang digunakan mencapai 2000 Joule. Maka, bisa disimpulkan bahwa ketinggian lantai 8 apartemen itu adalah…
Dari soal ini, bisa diketahui m = 10 kg dan Ep = 2000 Joule. Yang belum diketahui adalah gravitasi atau g dan ketinggian apartemen lantai 8 atau h. Gaya gravitasi atau g pada soal ini adalah 10 m/s2. Maka perhitungan ketinggian apartemen lantai 8 adalah:
H = = = 20 meter.
Kesimpulannya adalah ketinggian apartemen di lantai 8 tempat lemari tersebut disimpan adalah 20 meter. Coba temukan soal lain yang berhubungan dengan energi potensial gravitasi dan pecahkan soal tersebut menggunakan rumus yang ada di halaman ini.
2. Pembahasan energi listrik
Sepasang muatan, yaitu M dan N berada dalam jarak 2 meter. Muatan M mempunyai muatan uji sebesar +10 μC dan muatan N mempunyai muatan uji sebesar -4 μC. Maka, perubahan potential energy yang dihasilkan ketika muatan N bergerak ke muatan M adalah…
Sebelum mulai mencari besaran potential energy, cari tahu dulu muatan uji dalam coulomb atau C dan konstanta dalam coulomb. Cara menghitung muatan M dan N dalam coulomb, serta konstanta coulomb ada dalam tabel berikut ini.
| Muatan M | +10×10-6 C |
| Muatan N | -4×10-6 C |
| Konstanta Coulomb | 9×109 Nm2/C2 |
| Jarak | 2 m |
Gunakan data di dalam tabel di atas untuk menemukan besaran potential energy yang dihasilkan oleh kedua muatan. Cara menggunakan rumus dan data di atas untuk menghitung besaran potential energy bisa dipelajari dibawah ini.
Ep = = (9×109)(+10×10-6)(-4×10-6)/2 = (90×103)(-4×10-6)/2 = 360×10-3/2 = 180×103 Joule.
Maka, perubahan potential energy listrik muatan N menuju muatan B akan berkurang sebanyak 180×103 Joule. Agar lebih memahami contoh yang satu ini, coba bandingkan dengan contoh soal dan pembahasan potential energy listrik yang lainnya.
Biasanya, membaca dan mempelajari satu soal saja masih belum cukup. Semakin sering membaca dan mempelajari soal lainnya, pemahaman yang didapat pun akan semakin bertambah. Selain itu, pelajari juga beberapa contoh soal menghitung potential energy pegas yang belum ada di halaman ini.
Pentingnya Memahami Potential Energy
Mempelajari dan memahami potential energy sangat penting, khususnya bagi siswa sekolah. Materi yang cukup sulit ini merupakan salah satu materi yang biasa ditemui di ujian akhir semester. Jika soal yang muncul adalah pilihan ganda, tentu proses pengerjaan akan lebih mudah.
Tapi kalau soal yang muncul berupa penjelasan, pemahaman mengenai rumus dan cara menghitung energi potensial akan sangat dibutuhkan. Pelajari semuanya di halaman ini agar nantinya lebih siap dalam menghadapi ujian akhir semester mengenai potential energy.
Baca Juga :