Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Secara umum, energi terbagi menjadi tiga macam, yaitu energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik.
Energi yang tersimpan dan suatu saat dapat dimunculkan kembali disebut dengan energi potensial. Energi potensial pada suatu benda bergantung pada keadaannya.
Mengutip buku Praktis Belajar Fisika untuk Kelas XI SMA/MA oleh Aip Saripudin dkk, energi potensial terbagi atas dua, yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis atau pegas.
Energi potensial gravitasi muncul akibat tarikan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda. Artinya, suatu benda pada ketinggian tertentu akan memiliki energi potensial sehingga jika benda itu dilepaskan dari ketinggian tersebut, benda akan bergerak ke bawah.
Sementara energi potensial pegas adalah energi potensial yang tersimpan di dalam benda elastis karena adanya gaya regang dan gaya tekan yang bekerja. Besarnya energi potensial pegas bergantung pada besarnya gaya tekan atau regang yang diberikan pada benda tersebut.
Misalnya, sebuah bola diletakkan di ujung sebuah pegas dan terlontar ketika pegas tekanan pegas tersebut dilepaskan. Pegas yang tidak teregang tidak memiliki energi potensial.Energi potensial baru dimiliki oleh pegas saat pegas itu diregangkan atau dirapatkan.
Ilustrasi energi potensial. Foto: PinterestRumus energi potensial gravitasi berbeda dengan rumus energi potensial pegas. Jika massa benda diperbesar, energi potensial gravitasinya ikut membesar. Demikian pula jika ketinggian benda diperbesar, energi potensial akan semakin membesar.
Hubungan ini dinyatakan dengan rumus:
EP = energi potensial (Joule)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
Sementara itu, karena usaha yang diberikan pada pegas akan tersimpan sebagai energi potensial, maka persamaan energi potensial pegas dapat dirumuskan sebagai berikut.
Ep = energi potensial pegas (Joule)
k = konstanta Coulomb (9.9^9 Nm2/C2
x = perubahan posisi benda (meter)
Agar lebih mudah memahaminya, berikut beberapa contoh soal yang dapat dikerjakan sebagai latihan.
Sebuah lemari bermassa 30 kg dinaikkan ke lantai 3 sebuah gedung apartemen yang tingginya 20 meter. Berapa energi potensial gravitasinya?
Jadi, energi potensial gravitasi yang dimiliki lemari adalah 6.000 Joule.
Sebuah pegas yang tergantung tanpa beban panjangnya 15 cm. Kemudian, ujung bawah pegas diberi beban 5 kg sehingga pegas bertambah panjang menjadi 20 cm. Tentukanlah energi potensial elastis pegas!
Panjang pegas = l0 = 15 cm
Cari konstantanya terlebih dahulu
= 5 kg x 10 m/s2 / (20 cm - 15 cm) x 10^-2
= 1/2 x 1.000 x (5 x 10 m)2
Jadi, energi potensial pegas tersebut adalah 1,25 Joule.
Bank Soal Semester Fisika SMA
Pilihan Ganda / Multiple Choices
Topik : Gaya Pegas - Energi Potensial
Kelas : 11 SMA
Fisikastudycenter - Kumpulan Soal Ujian Semester
E. 5 joule
2) Perhatikan grafik yang menunjukkan hubungan pertambahan panjang suatu pegas (Δx) karena pengaruh gaya (F) berikut ini.
7) Dua pegas yang identik yaitu P1 dan P2 memiliki besar konstanta pegas yang sama yaitu k = 500 N/m. Jika susunan kedua pegas tersebut kemudian dibebani dengan massa sebesar m = 10 kg dan percepatan gravitasi di tempat tersebut adalah 10 m/s2, maka pertambahan panjang kedua pegas dari kondisi awalnya sebesar....
9) Sebuah pegas tergantung tanpa beban panjangnya 30 cm. Kemudian ujung bawah pegas digantungi beban 100 gram sehingga panjang pegas menjadi 35 cm. Jika beban tersebut ditarik ke bawah sejauh 5 cm, dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka energi potensial elastik pegas adalah....
A. 0,025 joule B. 0,05 joule C. 0,1 joule D. 0,25 joule E. 0,5 joule 10) Sebuah pegas yang digantungkan vertikal panjangnya 15 cm. Jika pegas direnggangkan dengan gaya 0,5 N panjang pegas menjadi 27 cm. Panjang pegas jika direnggangkan dengan gaya 0,6 N sebesar.... A. 32,4 cm B. 31,5 cm C. 29,4 cm D. 29,0 cm E. 33,5 cm 11) Sebuah benda bermassa M = 1,90 kg diikat dengan pegas yang ditanam pada sebuah dinding seperti gambar dibawah! Benda M kemudian ditembak dengan peluru bermassa m = 0,10 kg.
E. 0,5 joule