Pengertian Energi (Petensial Gravitasi Dan Kinetik) Beserta Pola Soal
Kata energi berasal dari bahasa Yunani, yaitu ergon yang berarti “kerja”. Jadi, energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melaksanakan kerja atau usaha. Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama bagi kehidupan manusia, alasannya ialah segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi.
Energi di alam ini tersedia dalam banyak sekali bentuk, contohnya energi kimia, energi listrik, energi kalor, dan energi cahaya. Energi akan bermanfaat kalau terjadi perubahan bentuk dari suatu bentuk energi ke bentuk lain. Sebagai contoh setrika listrik akan bermanfaat kalau terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor.
1. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial gravitasi ialah energi yang dimiliki oleh benda alasannya ialah kedudukan atau ketinggiannya. Energi potensial merupakan energi yang masih tersimpan atau tersembunyi pada benda, sehingga mempunyai potensi untuk melaksanakan usaha. Misalnya, sebuah benda dengan massa m diangkat dari permukaan tanah hingga ketinggian h dari tanah , untuk lebih lebih jelasnya perhatikan gambar berikut.!
Energi potensial gravitasi benda pada ketingggian h.
Apabila percepatan gravitasi bumi g, maka gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat benda ialah F = W = mg. Jadi, perjuangan yang dibutuhkan untuk mengangkat benda setinggi h adalah:
W = F.h
W = m.g.h
Dengan demikian, benda yang berada pada ketinggian h mempunyai potensi untuk melaksanakan perjuangan sebesar W = m.g.h. Dikatakan benda tersebut mempunyai energi potensial gravitasi, yang besarnya:
engan:
Ep = energi potensial gravitasi ( J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian benda (m)
Apabila benda mula-mula berada pada ketinggian h1, alasannya ialah gaya beratnya benda bergerak vertikal ke bawah hingga ketinggian h2 dari bidang acuan, perhatikan gambar berikut!
Energi potensial benda yang mula-mula berada pada ketinggian h1.
Besarnya perjuangan yang dilakukan oleh gaya berat adalah:
W = m.g.h1 – m.g.h2
W = m.g.(h1 – h2) = -m.g(h2 – h1)
W = - ΔEp
Sehingga perjuangan yang dilakukan oleh gaya berat merupakan selisih perubahan energi potensial benda tersebut.
2. Energi Kinetik
Setiap benda yang sedang bergerak mempunyai kemampuan untuk melaksanakan usaha. Dengan demikian benda dikatakan mempunyai energi, yaitu energi gerak atau energi kinetik. Energi kinetik ialah energi yang dimiliki oleh benda alasannya ialah geraknya. Semakin cepat benda bergerak, maka semakin besar energi kinetik yang dimilikinya. Sebagai contoh, sebuah bus yang bermassa m mula-mula dalam keadaan diam, alasannya ialah dipengaruhi gaya konstan F, bus bergerak dipercepat beraturan dengan kecepatan v hingga berpindah sejauh s. Hal ini menawarkan bahwa mesin bus telah menimbulkan perubahan energi kinetik pada bus tersebut.
Benda bermassa m bergerak dengan kecepatan v yang dikenai gaya F menimbulkan benda berpindah sejauh s. Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan adalah:
W = F. s
Berdasarkan Hukum II Newton, F = m.a dan pada gerak lurus berubah beraturan untuk kecepatan awal sama dengan nol (v0 = 0), maka v 2 = 2a.s, sehingga besarnya usaha:
W = 1/2 m . v2
W ialah perjuangan yang dibutuhkan oleh gaya F untuk mengubah kecepatan benda. Besarnya usaha ini sama dengan energi kinetik yang dimiliki benda pada ketika kecepatannya v. Dengan demikian, energi kinetik sanggup dinyatakan:
dengan:
Ek = energi kinetik ( J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Usaha yang dilakukan untuk mengubah kecepatan benda dari v1 menjadi v2 sama dengan perubahan energi kinetik yang dialami benda tersebut.
Contoh Soal
1. Sebuah bola dengan massa 0,5 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 20 m/s. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2 , tentukan:
a. energi potensial ketika mencapai titik tertinggi, dan
b. perubahan energi potensial ketika bola berada pada ketinggian 5 m!
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 0,5 kg
v 0 = 20 m/s
g = 10 m/s 2
Ditanya:
a. Ep = ... ?
b. ΔEp = ... ?
Jawab:
a. 
sehingga,
Ep= m.g.h = 0,5 kg x 10 m/s2 x 20 m = 100 J
b. Energi potensial pada ketinggian h2 = 5 m
Ep2 = m.g.h2 = 0,5 kg x 10 m/s2 x 5 m = 25 J
sehingga,
ΔEp = Ep2 – Ep1 = (25 – 100) J = -75 J
2. Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, lalu bergerak lurus dengan percepatan 3 m/s2. Berapakah perjuangan yang diubah menjadi energi kinetik sehabis 2 sekon?
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 4 kg
a = 3 m/s2
v 0 = 0
t = 2 s
Ditanya:
W = ... ?
Jawab:
v = v 0 + a.t = 0 + (3)(2) = 6 m/s
W = Δek = Ek – Ek 0 = 1/2 m.v 2 – 1/2 m.v 02 = 1 /2 x (4 kg) x (6 m/s)2 – 0 = 72 J
Belum ada Komentar untuk "Pengertian Energi (Petensial Gravitasi Dan Kinetik) Beserta Pola Soal"
Posting Komentar