Rumus dan Contoh Soal Energi Potensial Pegas

Ilustrasi Rumus dan Contoh Soal Energi Potensial Pegas Sumber pixabay.com

Pembelajaran fisika memerlukan rumus sebagai tolok ukur untuk memahami keseluruhan materi. Materi energi potensial pegas menjadi salah satu pembahasan fisika yang telah dipelajari sejak SMP.

Untuk memahami materi tersebut, praktik dengan contoh soal energi potensial pegas seperti ulasan di bawah ini dapat dijadikan referensi.

Pengertian Energi Potensial Pegas

Mengutip buku Fisika SMA XI IPA karya M Achya Arifudin (63:2007), energi potensial elastik atau sering disebut energi potensial pegas karena dimiliki oleh benda yang elastis seperti pegas.

Pegas sendiri pada dasarnya akan memberikan gaya yang berlawanan dengan gaya yang diberikan dan dituliskan. Nantinya nilai energi potensial elastik pegas sebanding dengan kuadrat simpangan pegas.

Baca juga: Kumpulan Contoh Soal Gelombang Stasioner dan Pembahasannya

Contoh Soal Energi Potensial Pegas

Ilustrasi Rumus dan Contoh Soal Energi Potensial Pegas Sumber pixabay.com

Sebelum ke contoh soal, rumus energi potensial pegas adalah sebagai berikut:

Ep = 1/2k.x2

Keterangan

Ep: energi potensial dengan satuan Joule

k: konstanta dari Coulomb, yaitu 9×10^ N.m2/C2

x: perubahan posisi dengan satuan m

1. Sebuah pegas yang panjangnya 5 cm ditarik dengan gaya 200 N sehingga panjang pegas menjadi 6 cm. Energi potensial pegas adalah…

A. 1 Joule

B. 2,5 Joule

C. 100 Joule

D. 200 Joule

E. 300 Joule

Jawaban:

Pada soal ini diketahui:

x1 = 5 cm = 0,05 m

x2 = 6 cm = 0,06 m

F = 200 N

Cara menghitung energi potensial pegas sebagai berikut.

Ep = 1/2 . F . ∆x

Ep = 1/2 . F (x2 – x1)

Ep = 1/2 . 200 N (0,06 m – 0,05 m)

Ep = 100 N . 0,01 m = 1 Joule

Soal ini jawabannya A.

2. Sebuah pegas tergantung vertikal pada sebuah statif. Ketika ujung bebas pegas diberi beban 300 gram, pegas bertambah panjang sebesar 4 cm. Jika g = 10 m/s2, maka energi potensial pegas tersebut adalah…

A. 6,5 x 10-2 Joule

B. 6,0 x 10-2 Joule

C. 4,5 x 10-2 Joule

D. 2,0 x 10-2 Joule

E. 1,5 x 10-2 Joule

Jawaban

Pada soal ini diketahui m = 300 gram = 0,3 kg dan Δx = 4 cm = 0,04 m. Maka energi potensial pegas sebagai berikut:

Ep = 1/2 F . Δx = 1/2 m . g . Δx

Ep = 1/2 . 0,3 kg . 10 m/s2 . 0,04 m = 6,0 . 10-2 joule.

Jadi jawabannya adalah B.

3. Sebuah pegas dengan panjang 5 cm digantung tanpa beban. Ketika ujung bebas pegas digantungi beban 50 gram panjang pegas menjadi 6 cm. Energi potensial pegas jika beban ditarik ke bawah sebesar 2 cm adalah…

A. 0,01 joule

B. 0,6 joule

C. 1 joule

D. 10 joule

E. 100 joule

Jawaban

Pada soal ini diketahui pertambahan panjang pegas Δx = 6 – 5 = 1 cm = 0,01 m dan m = 50 gram = 0,05 kg. Maka untuk menghitung energi potensial tentukan terlebih dahulu konstanta pegas dengan rumus:

→ k = m. g/Δx

→ k =

0,05 kg . 10 m/s2

0,01 m

= 50 N/m

Selanjutnya kita menentukan energi potensial pegas ketika pertambahan panjang Δx = 2 cm = 0,02 m dengan menggunakan rumus:

Ep = 1/2 k . Δx2

Ep = 1/2 . 50 N/m . (0,02 m)2 = 0,01 joule.

Soal ini jawabannya A.

Sebagai tambahan informasi, contoh gaya fisika energi potensial pegas sebetulnya cukup akrab dalam kehidupan sehari-hari yang sering kita temui.

Contoh salah satunya kalah pada tali busur yang ditarik. Usaha yang dilakukan oleh pemanah pada tali busur, menyebabkan tali busur menyimpan energi. Saat tali busur dan anak panah dilepaskan, energi berubah menjadi energi kinetik.

Beberapa contoh lainnya ialah misalnya tarikan ayunan, pendulum, trampolin, pistol mainan dengan pegas, balon dan sebagainya.

Demikian ulasan informasi tentang contoh soal energi pegas dalam pelajaran fisika. Semoga dapat membantu dalam pengerjaan pembelajaran tugas di sekolah. (ANG)