Energi potensial: Pengertian, contoh, jenis, rumus

Energi potensial adalah energi mekanik yang terkait dengan lokasi benda di dalam medan gaya (gravitasi, elektrostatis, dll.) Atau keberadaan medan gaya di dalam benda (energi elastis). Energi potensial suatu benda adalah konsekuensi dari sistem gaya konservatif yang bekerja padanya. Satuan Energi potensial dinyatakan dalam joule (J).

Terlepas dari gaya yang memunculkannya, energi potensial yang dimiliki sistem fisik mewakili energi “yang disimpan” berdasarkan posisi dan / atau konfigurasinya, berlawanan dengan energi kinetik yang dimilikinya dan yang mewakili energinya karena gerakan. Untuk sistem konservatif, jumlah energi kinetik dan potensial adalah konstan, yang membenarkan nama gaya konservatif, yaitu, yang membuat energi “menghemat”. Konsep energi potensial juga dapat digunakan untuk sistem fisik di mana gaya disipatif terlibat, dan karena itu tidak menghemat energi, hanya dalam hal itu total energi mekanik tidak akan konstan, dan untuk menerapkan prinsip kekekalan energi, energi disipasi perlu diperhitungkan.

Nilai energi potensial selalu tergantung pada titik referensi atau acuan yang dipilih untuk mengukurnya, untuk alasan ini kadang-kadang dikatakan bahwa hanya variasi energi potensial antara dua konfigurasi yang penting secara fisik.

Intervensi energi potensial sebagaimana disebutkan dalam prinsip kekekalan energi dan penerapannya sangat umum. Ia hadir tidak hanya dalam fisika klasik, tetapi juga dalam fisika relativistik dan fisika kuantum. Konsep ini juga telah digeneralisasikan ke fisika partikel, di mana potensi kompleks telah digunakan untuk juga memasukkan energi yang dihamburkan oleh sistem.

Pengertian

Energi potensial adalah energi yang tersimpan karena posisi. Hal ini dapat dianggap sebagai energi yang “tersimpan” oleh sistem fisik. Hal ini disebut potensial karena- dalam bentuk yang sekarang, tidak melakukan pekerjaan apapun atau menimbulkan perubahan dalam lingkungannya. Memang, bagaimanapun, memiliki potensi untuk dikonversi menjadi berbagai bentuk energi, seperti energi kinetik. Satuan standar untuk mengukur energi tersebut adalah dengan joule.

Ketika sebuah objek dipindahkan dari posisi semula dan ada energi menariknya kembali ke posisi itu, energi potensial cenderung ada.

Sebuah bola di ujung pegas, misalnya, memiliki energi yang akan diubah menjadi energi kinetik ketika diijinkan untuk kembali ke posisi semula. Sebuah berat diadakan atas tanah, ketika dilepaskan, akan memiliki energi potensial karena gravitasi menarik kembali ke posisi semula.

Salah satu prinsip utama dari energi potensial adalah hukum kekekalan energi, yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun dihancurkan. Energi yang dikeluarkan untuk mengangkat suatu objek atau memampatkan pegas tidak hanya hilang, itu adalah “disimpan” sebagai energi potensial. Hal ini kemudian dilepaskan sebagai energi kinetik oleh gaya pemulih. Masukan energi sama dengan keluaran energi, tidak ada keuntungan atau kerugian energi secara keseluruhan.

Jenis energi potensial

Ada berbagai jenis energi potensial. Ada energi potensial elastis ketika suatu objek elastis, seperti karet gelang atau busur, ditarik atau bentuknya di tekan. Energi potensial kimia berkaitan dengan ikatan kimia dalam molekul. Dalam reaksi kimia, energi potensial kimia berubah menjadi bentuk energi lain seperti ikatan yang rusak dan direformasi. Energi listrik potensial mengambil tiga bentuk utama: elektrostatik, elektrodinamik, dan nuklir.

  • Energi potensial gravitasi: adalah energi potensial suatu benda yang tergantung pada ketinggian tertentu. Yaitu, energi yang dimilikinya jika berhenti ditangguhkan dan gravitasi mulai berinteraksi dengan tubuh itu. Ketika kita mempertimbangkan energi potensial gravitasi suatu benda di dekat permukaan bumi, besarnya sama dengan berat tubuh dikalikan tinggi. Rumus mencari besar energi potensial gravitasi Ep = m.g.h. Dimana m adalah massa, g percepatan gravitasi dan dan h ketinggian benda.
  • Energi potensial elastis: ini adalah energi yang disimpan tubuh ketika dideformasi. Energi potensial berbeda di setiap bahan, tergantung pada elastisitasnya (kemampuan untuk kembali ke posisi semula setelah deformasi). Untuk pegas rumus energi potensial elastis adalah Ep = ½k.Δx2, dengan k adalah kontanta pegas, dan delta x adalah perubahan panjang pegas.
  • Energi potensial elektrostatik: yang ditemukan pada benda yang saling tolak atau menarik. Energi potensial lebih besar semakin dekat jika mereka saling tolak, sedangkan semakin besar jarak mereka jika menarik satu sama lain.
  • Energi potensial kimia: tergantung pada struktur organisasi atom dan molekul.
  • Energi potensial nuklir: ini disebabkan oleh kekuatan-kekuatan yang kuat yang mengikat dan mengusir proton dan neutron satu sama lain.

Energi potensial elektrostatik terjadi ketika sebuah partikel bermuatan berada pada posisi diam. Ini memiliki energi potensial karena posisinya dalam kaitannya dengan partikel bermuatan lainnya. Energi potensial elektrodinamik ada karena partikel bermuatan bergerak. Partikel-partikel ini dapat membentuk medan elektromagnetik yang memiliki potensi untuk memindahkan objek lainnya. Potensi energi nuklir ada karena hubungan antara partikel-partikel subatomik, seperti proton, elektron, dan neutron, dalam inti atom.

Dalam semua berbagai bentuk, energi potensial selalu didefinisikan sebagai energi yang tersimpan dalam sistem. Sementara ia bisa melakukan usaha sendiri, dapat diubah menjadi bentuk energi lain yang dapat menyebabkan perubahan dan melakukan usaha.

Contoh energi potensial

  • Balon: Ketika kita mengisi balon, kita memaksa gas tinggal di ruang terbatas. Tekanan yang diberikan oleh udara itu meregangkan dinding balon. Setelah kami selesai mengisi balon, sistem akan diam. Namun, udara terkompresi di dalam balon memiliki sejumlah besar energi potensial. Jika balon meledak, energi itu menjadi energi kinetik dan suara.
  • Sebuah apel di dahan pohon: Sementara ditangguhkan, ia memiliki energi potensial gravitasi, yang akan tersedia segera setelah dilepaskan dari cabang.
  • Layang-layang: Layang-layang tertahan di udara berkat efek angin. Jika angin berhenti, ia akan memiliki energi potensial gravitasi yang tersedia.
  • Roller Coaster: Roller coaster mendapatkan energi potensial saat naik ke puncak. Puncak ini berfungsi sebagai titik keseimbangan mekanis yang tidak stabil. Untuk sampai ke puncak puncak pertama, ponsel harus menggunakan energi motornya. Namun, begitu di atas, sisa perjalanan dibuat berkat energi potensial gravitasi, yang bahkan dapat membawa Anda ke ketinggian baru.
  • Pendulum: Pendulum sederhana adalah benda berat yang diikat ke poros oleh tali yang tidak dapat ditarik (yang menjaga panjangnya konstan). Jika kita menempatkan benda berat setinggi dua meter dan melepaskannya, di sisi berlawanan dari pendulum itu akan mencapai ketinggian tepat dua meter. Ini karena energi potensial gravitasinya mendorongnya untuk melawan gravitasi seperti halnya ia tertarik padanya. Pendulum akhirnya berhenti karena gaya gesekan udara, tidak pernah karena gaya gravitasi, karena gaya itu terus menyebabkan pergerakan tanpa batas.
  • Duduk di sofa: Bantal sofa tempat kita duduk dikompres karena berat kita. Pada deformasi ini ditemukan energi potensial elastis. Jika ada bulu di bantal yang sama, saat kita melepas berat badan dari bantal, energi potensial elastis akan dilepaskan dan bulu akan dikeluarkan oleh energi itu.
  • Baterai: Di ​​dalam baterai terdapat sejumlah energi potensial yang hanya diaktifkan dengan bergabung dengan rangkaian listrik.

Tinggalkan Balasan

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