Energi Potensial: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal

Ilustrasi energi potensial adalah. Foto: pixabay/ gabmarjan

Energi potensi adalah energi benda berdasarkan posisinya dari benda lain. Semakin tinggi benda tersebut, maka semakin besar energi potensialnya.

Energi ini juga dapat disebut dengan energi diam sebab sifatnya ada pada suatu benda sedang diam. Apabila bergerak, benda tersebut akan mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak.

Simak artikel ini untuk penjelasan lengkap tentang energi potensial adalah apa, rumus, dan contoh-contoh soalnya yang dapat dijadikan bahan belajar pelajaran fisika.

Pengertian Energi Potensial

Ilustrasi energi potensial adalah. Foto: creativeart/Freepik

Berdasarkan buku Seri Sains Energi oleh Taufiq, dalam ilmu fisika, energi adalah besaran fundamental yang dimiliki setiap fisik. Besaran tersebut yang membantu manusia dalam memperkirakan besaran kerja.

Energi dibagi menjadi tiga macam, yakni energi potensial, kinetik, dan mekanik. Namun, pembahasan kali ini akan menjabarkan tentang energi potensial.

Merangkum Konsep Dasar Fisika, BBM 4 Usaha dan Energi, potensial memiliki kata dasar "potensi" di mana artinya adalah kemampuan yang tersimpan. Jadi, energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam benda atau suatu keadaan tertentu.

Karena energi potensial sifatnya masih tersimpan, suatu benda akan bermanfaat ketika energi tersebut diubah menjadi energi lain. Misalnya pada air terjun, di mana energi potensial diubah menjadi energi kinetik, sehingga bermanfaat untuk menggerakkan turbin sebagai penghasil energi listrik.

Kemudian, dalam ilmu fisika mekanika, energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau keadaan benda tersebut.

Baca Juga: Pengertian Energi, Bentuk-Bentuk, dan Sumbernya

Rumus Energi Potensial

Ilustrasi energi potensial. Foto: Unsplash/Artturi Jalli

Sebuah benda dengan massa (m) dipengaruhi percepatan gravitasi bumi (g), sehingga berat bendanya menjadi w = m g. Bila benda berada dalam suatu ketinggian (h), maka usaha yang yang dilakukan benda tersebut adalah w = m g h. Ketika usaha dilakukan pada benda, artinya benda tersebut diberi energi.

Mengutip buku Fisika 2 Mudah dan Sederhana kelas XI oleh Suwono dan Sunarroso, energi suatu benda yang dipengaruhi kedudukannya disebut dengan energi potensial. Energi potensial disimbolkan dengan EP dan dihitung dengan rumus:

Di mana:

Contoh Soal Energi Potensial

Ilustrasi energi potensial. Foto: unsplash

Agar lebih mudah memahami materi fisika tentang energi potensial, di bawah ini dibagikan beberapa contoh soal energi potensial dan cara mengerjakannya yang dirangkum dari buku Fisika 2 Mudah dan Sederhana kelas XI oleh Suwono dan Sunarroso dan sumber lainnya:

Soal 1

Sebuah bola bermassa 0,5 kg dilempar vertikal ke atas hingga mencapai ketinggian 20 meter. Apabila percepatan gravitasi adalah 10 meter per sekon kuadrat, hitunglah energi potensial benda pada ketinggian tersebut!

Diketahui:

Ditanyakan: Ep = ?

Dijawab:

Ep = m g h

= 0,5 . 10 . 20

= 100 J

Jadi, energi potensial yang dimiliki benda tersebut sebesar 100 Joule.

Soal 2

Sebuah lemari bermassa 30 kg dinaikkan ke lantai 3 sebuah gedung apartemen yang tingginya 20 meter. Berapa energi potensial gravitasinya?

Diketahui:

Ditanya: Ep = ?

Dijawab:

EP = m g h

= 20 . 10 . 20

= 6.000 Joule

Jadi, energi potensial gravitasi yang dimiliki lemari adalah 6.000 Joule.

Soal 3

Sebuah semangka dengan berat 5 kilogram diletakkan pada ketinggian 7 meter di atas permukaan tanah. Jika gaya gravitasi bumi adalah 10 m/s², maka berapakah energi potensial yang dimiliki semangka tersebut?

Diketahui:

Ditanya: Ep = ?

Dijawab:

Ep = m g h

= 5 . 10 . 7

= 350 Joule

Jadi, energi potensial semangka tersebut adalah 350 Joule.

Soal 4

Sebuah benda memiliki massa 2 kg dijatuhkan dari ketinggian 20 meter. Hitunglah energi potensial batu tersebut! (Percepatan gravitasi 10 m/s^2)

Diketahui:

Ditanya: Ep = ?

Dijawab:

EP = m g h

= 2 . 10 . 20

= 400 J

Jadi, energi potensial benda tersebut adalah 400 Joule.

Soal 5

Pak Joko berdiri di atas meja setinggi 0,75 m. Dia menaruh buku seberat 0,25 kg di atas kepalanya. Gaya gravitasi diketahui sebesar 10 N/kg. Jika tingginya 165 cm, berapakah energi potensial gravitasi yang dimiliki buku terhadap: a. meja? b. lantai?

Diketahui:

Ditanya:

Dijawab:

a. Energi potensial buku terhadap meja

Ep = m . g . h

= 0,25 . 10 . 1,65

= 4,125 Nm = 4,125 Joule

b. Energi potensial buku terhadap lantai

Ep = m . g . h

= 0,25 . 10 . (0,75 + 1,65)

= 6,5 Joule

Jadi, energi potensial buku terhadap meja adalah 4,125 Joule, sedangkan energi potensial buku terhadap lantai adalah 6,5 Joule.

(NSF)