Benda bermassa 6 kg yang berada pada ketinggian 5 m memiliki energi potensial sebesar

Kata energi tentu sudah sering didengar dalam kehidupan sehari-hari. Banyak aktivitas sehari-hari yang melibatkan energi. Misalnya, berlari, olahraga, bahkan agar kompor dapat menyala juga membutuhkan energi. Lantas, apa itu energi?

Dalam dunia fisika, energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Jika sebuah sistem A memberikan usaha pada sistem B, energi dari sistem A akan dipindahkan ke sistem B.

Energi terbagi menjadi dua macam, yaitu energi kinetik dan energi potensial. Mengutip buku Fisika, Pelajaran Fisika untuk SMA/MA oleh M. Achya Arifudin, energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena posisinya terhadap benda di sekelilingnya.

Salah satu contoh umum energi potensial adalah energi potensial gravitasi. Sebuah benda yang berada pada ketinggian h dari permukaan tanah memiliki energi potensial gravitasi saat benda tersebut jatuh dan menimpa pasak yang ada di tanah sehingga pasak menembus tanah.

Dengan kata lain, energi potensial yang dimiliki oleh sebuah benda bergantung pada ketinggian benda terhadap titik acuan tertentu, dalam hal ini yaitu permukaan tanah.

Energi potensial dapat dihitung dengan rumus:

Sementara itu, jika benda dipindahkan dari suatu tempat dengan ketinggian h1 ke posisi yang ketinggiannya h2, maka perubahan energi potensialnya adalah:

Agar lebih memahami energi potensial, simak contoh soal beserta pembahasannya berikut ini yang dikutip dari Fisika Kelompok Teknologi dan Kesehatan oleh Osa Pauliza (2008: 102)

Hitunglah energi potensial yang dimiliki oleh 400 m^3 air yang berada pada ketinggian 90 m jika massa jenis air 1.000 kgm^-3 dan percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 ms^-2!

M = ρV = (1.000 kgm^3)(400 m^3) = 4 x 10^5 kg

Maka, energi potensial yang dimiliki air terjun adalah

= (4 x 10^5 kg)(10 ms^-2)(90 m)

Jadi, energi potensial yang dimiliki air terjun adalah 3,6 x 10^8 Joule.

Batu bermassa 2 kg jatuh bebeas dari ketinggian 20 m di atas tanah. Tentukan perubahan energi potensial yang dilakukan gaya berat batu tersebut pada saat mencapai ketinggian 5 m di atas tanah!

Diketahui: m = 2 kg, h1 = 20 m, h2 = 5 m

= (2 kg)(10 ms^-2)(5 m – 20 m)

Jadi, perubahan potensial yang dilakukan gaya berat batu tersebut adalah sebesar 300 Joule.

Energi potensial (Energi potensial gravitasi) adalah energi yang tersimpan pada benda karena kedudukan atau posisi benda terhadap titik acuannya (biasanya ketinggian benda diukur dari permukaan tanah). Dari pengertian tersebut, kita bisa tahu bahwa benda yang diam namun berada di ketinggian tertentu maka akan memiliki energi potensial. Sedangkan, benda yang bergerak namun tidak memiliki ketinggian maka tidak memiliki energi potensial. Rumus menghitung energi potensial (Ep) sebagai berikut:

dengan, 

Ep = energi potensial benda (J)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

h = ketinggian benda (m)

Pada Soal

Diketahui:

m = 5 kg

g = 10 m/s²

h = 2 m

Ditanya: Ep = ...?

Jawaban:

Jadi, energi potensial benda tersebut adalah 100 J.