Rumus Energi Potensial Lengkap dengan Contoh Soalnya

Ilustrasi energi potensial. Foto: Pinterest

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.

Rumus Energi Potensial

Energi potensial dapat dihitung dengan rumus:

Ep = mgh

Dengan

Ep = Energi potensial

m = massa benda

g = percepatan gravitasi

h = tinggi benda

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

ΔEp = mgh2 – mgh1

Ilustrasi rumus energi potensial. Foto: Pixabay

Contoh Soal

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)

Soal 1

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!

Jawaban:

Massa air terjun adalah:

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

Maka, energi potensial yang dimiliki air terjun adalah

Ep = mgh

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

= 3,6 x 10^8 J.

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

Soal 2

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!

Jawaban:

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

ΔEp = mgh2 – mgh1

= mg(h2 – h1)

= (2 kg)(10 ms^-2)(5 m – 20 m)

= 300 J

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

(ADS)