Pengertian Energi potensial, jenis dan contohnya

Kami akan mengulas tentang:

Kami menjelaskan apa itu energi potensial, berbagai jenis yang ada dan beberapa contoh.

Energi potensial adalah energi laten dalam suatu benda saat diam, dan merupakan salah satu dari dua bentuk energi. Bentuk lain, energi kinetik, adalah energi yang diekspresikan oleh suatu objek yang bergerak. Energi potensial adalah konsep inti dari setiap diskusi berbasis fisika, dan salah satu variabel paling berpengaruh dalam rumus yang menggambarkan alam semesta kita yang diketahui.

Energi potensial pada dasarnya terkait dengan beberapa hal. Energi potensial aktual suatu benda tergantung pada posisinya relatif terhadap objek lain. Sebagai contoh, sebuah batu bata memiliki lebih banyak energi potensial yang ditangguhkan dari sebuah bangunan berlantai dua daripada yang ada di tanah. Itu karena posisi relatif batu bata terhadap Bumi memberinya lebih banyak energi. Dua batu bata yang bersebelahan tidak memberikan energi satu sama lain, karena tidak ada gaya yang bekerja pada mereka.

Prinsip yang sama dapat diterapkan pada skala apa pun, baik itu galaksi atau atom. Memang, atom juga memiliki energi potensial, meskipun gerakan konstannya mengubah banyak energi potensial menjadi energi kinetik.

Pengertian

Energi potensial adalah jenis energi mekanik yang dikaitkan dengan hubungan antara benda dan medan atau sistem gaya eksternal (jika benda berada di lapangan) atau internal (jika medan berada di dalam benda). Ini tentang energi dalam tenaga, yaitu dapat segera diubah menjadi bentuk energi lain, seperti kinetika, misalnya.

Energi potensial dari suatu sistem, apapun asalnya, mewakili energi yang “tersimpan” di dalamnya berdasarkan konfigurasi atau posisinya dan, oleh karena itu, untuk mengukurnya, titik referensi atau konfigurasi harus diperhitungkan.

Konsep energi potensial berguna untuk sistem fisik konservatif (yang cenderung menghemat energi) dan disipatif (yang cenderung kehilangan). Energi potensial dan energi kinetik suatu sistem membentuk energi mekaniknya:

Energi potensial + energi kinetik = energi mekanik total

Jenis dan Contoh

Jenis energi potensial dipelajari tidak hanya oleh mekanika klasik, tetapi juga mekanika relativistik dan fisika kuantum (yang menerapkannya pada sistem partikel). Energi potensial diklasifikasikan menurut gaya yang memberikan asalnya, seperti gravitasi, elastis, kimia, dan lain-lain.

Energi potensial gravitasi

Energi potensial gravitasi didefinisikan sebagai energi yang dimiliki benda masif ketika dibenamkan dalam medan gravitasi. Medan gravitasi dibuat di sekitar objek dengan massa yang sangat besar (misalnya, massa planet dan Matahari).

Sebagai contoh, sebuah mobil roller coaster memiliki energi potensial maksimum pada posisi tertingginya karena terendam medan gravitasi bumi. Begitu gerobak dijatuhkan, kehilangan ketinggian, energi potensial diubah menjadi energi kinetik.

Energi potensial elastis

Energi potensial elastis berkaitan dengan sifat elastisitas materi, yang merupakan kecenderungan untuk mendapatkan kembali bentuk aslinya setelah mengalami gaya deformasi yang lebih besar daripada hambatannya. Contoh yang jelas dari energi elastis adalah pegas yang meregang atau berkontraksi sebagai akibat dari gaya luar dan kembali ke posisi semula setelah gaya tersebut tidak lagi diterapkan.

Contoh lainnya adalah sistem busur dan anak panah, di mana energi potensial elastis mencapai nilai maksimumnya saat busur ditarik dengan cara menarik serat elastis, sedikit menekuk kayu, tetapi masih dengan kecepatan nol. Detik berikutnya, energi potensial menjadi kinetik dan panah dilemparkan ke depan dengan kecepatan penuh.

Energi potensial kimia

Energi potensial kimia adalah energi yang disimpan dalam ikatan kimiawi atom dan molekul. Contohnya adalah glukosa dalam tubuh kita, yang menyimpan energi potensial kimiawi yang diubah tubuh kita (melalui proses yang disebut metabolisme) menjadi energi kalori untuk menjaga suhu tubuh.

Hal yang sama berlaku untuk bahan bakar fosil (hidrokarbon) di tangki bensin mobil. Energi potensial kimia yang disimpan dalam ikatan kimia bensin diubah menjadi energi mekanik untuk menghidupkan kendaraan.

Energi potensial elektrostatis

Dalam kelistrikan, konsep energi potensial juga berlaku, yang dapat diubah menjadi bentuk energi lain, seperti kinetik, termal atau cahaya, mengingat keserbagunaan elektromagnetisme yang sangat besar.

Dalam hal ini, energi dihasilkan dari medan gaya listrik yang dihasilkan oleh partikel bermuatan.

Rumus

Energi mengacu pada kemampuan suatu benda atau sistem untuk melakukan usaha. Muncul dalam banyak bentuk, termasuk mekanik, termal, kimia, nuklir dan lainnya. Usaha mengacu pada transfer energi dari satu objek ke objek lain, dan memiliki hubungan yang erat dengan energi kinetik. Daya adalah tingkat transfer energi antara dua atau lebih objek. Ketiga konsep ini saling terkait erat, dan memahami setiap konsep membutuhkan konteks yang lain.

Energi dan usaha diukur menggunakan joule, dinamai untuk James Prescott Joule, fisikawan yang bertanggung jawab untuk menciptakan formula yang masuk akal pemindahan energi. Energi dan pekerjaan diukur menggunakan unit yang sama karena keduanya adalah dua sisi dari mata uang yang sama – kerja hanyalah energi yang bergerak.

Daya diukur dalam watt, dinamai untuk penemu Skotlandia James Watt. Watt adalah pengukuran pembangkit panas. Setiap kali energi ditransfer, panas dihasilkan, dan semakin cepat transfer, semakin banyak panas dibuat.

Cara mudah untuk memvisualisasikan interaksi ini adalah dengan tangan Anda. Saat Anda kedinginan, Anda bisa menggosok tangan bersama untuk panas. Sekarang pikirkan tangan Anda bergetar bersama secepat mungkin. Lebih banyak energi digunakan, yang berarti lebih banyak pekerjaan dilakukan. Pekerjaan itu membutuhkan lebih banyak daya, yang menghasilkan lebih banyak panas.

Energi potensial dari suatu objek adalah ukuran dari potensinya untuk melakukan usaha, menciptakan kalor dan menghasilkan tenaga. Untuk alasan ini, perhitungan energi potensial suatu benda adalah jumlah massanya, jarak dari Bumi, muatan listrik, jarak dari benda lain, dan gaya elastis internal (yaitu, semua gaya mekanik internal).

Sederhana, rumus energi potensial dapat ditulis sebagai: Energi Potensial = mgh, di mana m adalah massa, diukur dalam kilogram; g adalah akselerasi karena gravitasi (9,8 m / s ^ 2 di permukaan bumi); dan h adalah tingginya, diukur dalam meter.



Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *