Kalau kebetulan kamu ingin belajar lebih tentang Energi Potensial, kamu bisa menyimak pembahasannya berikut. Setelahnya, kamu bisa mengerjakan kuis berupa latihan soal untuk mengasah kemampuan belajarmu.
Lewat pembahasan ini, kamu bisa belajar mengenai Energi Potensial. Kamu akan diajak untuk memahami materi dan tentang metode menyelesaikan soal.
Kamu juga akan memperoleh latihan soal interaktif yang tersedia dalam tiga tingkat kesulitan, yaitu mudah, sedang, dan sukar. Tertarik untuk mempelajarinya?
Sekarang, kamu bisa mulai mempelajari materi lewat uraian berikut. Apabila materi ini berguna, bagikan ke teman-teman kamu supaya mereka juga mendapatkan manfaatnya.
Kamu dapat download modul & kumpulan soal dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:
Definisi
Pengertian energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya. Semakin tinggi posisi benda terhadap bumi, maka semakin besar $E_{p}$ yang dimiliki benda
Energi Potensial
Pada sub bab sebelumnya telah dibahas tentang definisi usaha sebagai perkalian antara gaya dengan perpindahannya.
\begin{equation}
W=F\times\Delta r
\end{equation}
Apabila kita mengangkat benda bermassa $m$ yang awalnya setinggi $y_{i}$ hingga benda setinggi $y_{f}$ maka benda berpindah sejauh $\Delta r=y_{f}-y_{i}$. Besar gaya luar minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda adalah sebesar $F=mg.$ Sehingga besar usaha $W$ dapat dinyatakan sebagai berikut.
\begin{eqnarray}
W & = & F\times\Delta r\nonumber \\
W & = & mg\Delta r\nonumber \\
W & = & mgy_{f}-mgy_{i}
\end{eqnarray}
Spesi $mgy$ inilah yang menyatakan besar energi potensial disingkat dengan $U$ atau kadang digunakan simbol $E_{p}$. Indeks $i$ menyatakan kondisi awal dan $f$ menyatakan kondisi akhir.
\begin{equation}
U=mgy
\end{equation}
Berdasarkan persamaan (3) maka persamaan (2) dapat dinyatakan sebagai berikut.
\begin{eqnarray}
W & = & U_{f}-U_{i}\nonumber \\
W & = & \Delta U
\end{eqnarray}
Berdasarkan persamaan (4) dapat disimpulkan bahwa usaha merupakan perubahan $E_{p}$.
Persamaan (4) menyatakan besar usaha yang dilakukan oleh gaya yang digunakan untuk mengangkat benda. Besar usaha yang dilakukan oleh gaya berat tentu nilainya berlawanan. Karena gaya berat berlawanan arah dengan perpindahannya maka usaha yang dilakukan oleh gaya berat bernilai negatif dengan besar yang sama.
Contoh Soal Energi Potensial & Pembahasan
- Hitung energi yang dibutuhkan untuk mengangkat beban 5 kg setinggi 2 meter!
Penyelesaian:
Sehingga dapat kita cari besar $E_{p}$ adalah:
$\begin{alignedat}{1}U & =mgh\\
& =5\times10\times2\\
& =100\mbox{ J}
\end{alignedat}
$
- Pesawat bermassa $m$ mengudara pada ketinggian $h$ memiliki $E_{p}$ = 1200 kJ. Pesawat kemudian mengubah ketinggiannya menjadi $1,2h$, maka $E_{p}$ pesawat sekarang adalah sebesar….
Penyelesaian:
Dari sini kita perolah contoh energi potensial sebanding dengan ketinggiannya maka diperoleh
$\begin{alignedat}{1}\frac{U_{f}}{U_{i}} & =\frac{h_{f}}{h_{i}}\\
U_{f} & =\frac{1,2h}{h}\times U_{i}\\
& =1,2\times1200\\
& =1440\mbox{ kJ}
\end{alignedat}
$
Latihan Soal Energi Potensial (Mudah)
Ringkasan kuis
0 dari 5 pertanyaan telah diselesaikan
Pertanyaan:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
Informasi
You have already completed the quiz before. Hence you can not start it again.
Quiz is loading...
Anda harus masuk atau mendaftar untuk memulai kuis.
Anda harus menyelesaikan kuis dibawah ini, untuk memulai kuis ini:
Hasil
Hasil
0 dari 5 pertanyaan terjawab dengan benar
Waktu yang telah berlalu
Kategori
- Tidak Berkategori 0%
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- Terjawab
- Tinjau
-
Pertanyaan ke 1 dari 5
1. Pertanyaan
Sebuah benda 30 kg jatuh bebas dari atas sebuah gedung dengan ketinggian 30 meter, maka besar energi potensial benda saat pada ketinggian tersebut apabila percepatan gravitasi 10 m/s$^{2}$ adalah … .
Betul$\begin{alignedat}{1}E_{P} & =m\cdot g\cdot h\\
& =30\cdot10\cdot30\\
E_{p} & =9000
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda saat ketinggian 30 meter adalah 9000 J.
Salah$\begin{alignedat}{1}E_{P} & =m\cdot g\cdot h\\
& =30\cdot10\cdot30\\
E_{p} & =9000
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda saat ketinggian 30 meter adalah 9000 J.
-
Pertanyaan ke 2 dari 5
2. Pertanyaan
Sebuah kelereng 20 gram dijatuhkan oleh seorang anak dari atas sebuah gedung apartemen yang tingginya 90 meter terhadap tanah. Maka energi potensial benda tersebut saat berada 30 meter di atas permukaan tanah adalah… .
BetulSemakin mendekati permukaan tanah maka energi potensial dari suatu benda akan semakin kecil, namun energi kinetiknya semakin besar.
Massa benda, $m=$ 20 gram = 0,02 kg
$\begin{alignedat}{1}E_{p} & =m\cdot g\cdot h\\
& =0,02\cdot10\cdot30\\
E_{p} & =6
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda tersebut saat berada 30 meter diatas permukaan tanah adalah 6 J.
SalahSemakin mendekati permukaan tanah maka energi potensial dari suatu benda akan semakin kecil, namun energi kinetiknya semakin besar.
Massa benda, $m=$ 20 gram = 0,02 kg
$\begin{alignedat}{1}E_{p} & =m\cdot g\cdot h\\
& =0,02\cdot10\cdot30\\
E_{p} & =6
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda tersebut saat berada 30 meter diatas permukaan tanah adalah 6 J.
-
Pertanyaan ke 3 dari 5
3. Pertanyaan
Suatu kegiatan yang dapat dilakukan agar benda memiliki energi potensial yang lebih besar, antara lain:
- Menambah massa benda itu
- Memindahkan benda tersebut ke tempat yang lebih tinggi
- Memindahkan benda tersebut ke tempat yang gravitasinya lebih besar
- Menambah kecepatan benda tersebut
Pernyataan yang benar adalah … .
BetulRumus energi potensial
$E_{p}=m\cdot g\cdot h$
m = massa
g = percepatan gravitasi
h = ketinggian.
SalahRumus energi potensial
$E_{p}=m\cdot g\cdot h$
m = massa
g = percepatan gravitasi
h = ketinggian.
-
Pertanyaan ke 4 dari 5
4. Pertanyaan
Energi 4900 joule digunakan untuk mengangkat vertikal benda yang bermassa 50 kg. Benda akan naik setinggi … ($g=9,8$m/s$^{2}$)
Betul$\begin{alignedat}{1}Ep & =mgh\\
4900 & =50\cdot9,8\cdot h\\
4900 & =490\cdot h\\
h & =\frac{4900}{490}\\
h & =10
\end{alignedat}
$Jadi, ketinggian benda tersebut adalah 10 meter.
Salah$\begin{alignedat}{1}Ep & =mgh\\
4900 & =50\cdot9,8\cdot h\\
4900 & =490\cdot h\\
h & =\frac{4900}{490}\\
h & =10
\end{alignedat}
$Jadi, ketinggian benda tersebut adalah 10 meter.
-
Pertanyaan ke 5 dari 5
5. Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 40 kg berada pada ketinggian 6 meter dari atas permukaan bulan. Bila percepatan gravitasi bulan $\frac{1}{6}$ percepatan bumi, maka energi potensial benda tersebut di bulan adalah … .
Betul$\begin{alignedat}{1}E_{P} & =m\cdot g\cdot h\\
& =40\cdot1,6\cdot6\\
E_{P} & =384
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda tersebut saat di bulan adalah 384 Joule.
Salah$\begin{alignedat}{1}E_{P} & =m\cdot g\cdot h\\
& =40\cdot1,6\cdot6\\
E_{P} & =384
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda tersebut saat di bulan adalah 384 Joule.
Latihan Soal Energi Potensial (Sedang)
Ringkasan kuis
0 dari 5 pertanyaan telah diselesaikan
Pertanyaan:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
Informasi
You have already completed the quiz before. Hence you can not start it again.
Quiz is loading...
Anda harus masuk atau mendaftar untuk memulai kuis.
Anda harus menyelesaikan kuis dibawah ini, untuk memulai kuis ini:
Hasil
Hasil
0 dari 5 pertanyaan terjawab dengan benar
Waktu yang telah berlalu
Kategori
- Tidak Berkategori 0%
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- Terjawab
- Tinjau
-
Pertanyaan ke 1 dari 5
1. Pertanyaan
Sebuah benda bermassa 100 gram jatuh bebas dari ketinggian 10 meter, maka perbandingan energi potensial benda saat ketinggian 10 meter dan 2 meter adalah… .
Betul$\begin{alignedat}{1}\frac{E_{P1}}{E_{P2}} & =\frac{m\cdot g\cdot h_{1}}{m\cdot g\cdot h_{2}}\\
& =\frac{h_{1}}{h_{2}}\\
\frac{E_{P1}}{E_{P2}} & =\frac{10}{2}\\
\frac{E_{P1}}{E_{P2}} & =\frac{5}{1}
\end{alignedat}
$Jadi, perbandingan energi potensial saat 10 meter dengan 2 meter adalah 5 : 1.
Salah$\begin{alignedat}{1}\frac{E_{P1}}{E_{P2}} & =\frac{m\cdot g\cdot h_{1}}{m\cdot g\cdot h_{2}}\\
& =\frac{h_{1}}{h_{2}}\\
\frac{E_{P1}}{E_{P2}} & =\frac{10}{2}\\
\frac{E_{P1}}{E_{P2}} & =\frac{5}{1}
\end{alignedat}
$Jadi, perbandingan energi potensial saat 10 meter dengan 2 meter adalah 5 : 1.
-
Pertanyaan ke 2 dari 5
2. Pertanyaan
Sebuah benda berpindah dalam arah sejajar permukaan bumi. Energi potensial gravitasi benda tersebut akan… .
BetulJika benda berpindah sejajar dengan permukaan bumi, artinya benda tersebut berada pada ketinggian yang tetap maka energi potensial benda tersebut juga tetap.
SalahJika benda berpindah sejajar dengan permukaan bumi, artinya benda tersebut berada pada ketinggian yang tetap maka energi potensial benda tersebut juga tetap.
-
Pertanyaan ke 3 dari 5
3. Pertanyaan
Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian tertentu. Ketika ketinggian benda seperempat kali semula, energi potensialnya telah berkurang… .
BetulPerubahan energi potensial.
$\begin{alignedat}{1}\Delta Ep & =Ep_{2}-Ep_{1}\\
& =mgh_{2}-mgh_{1}\\
& =mg(h_{2}-h_{1})\\
& =mg(\frac{1}{4}h_{1}-h_{1})\\
& =mg(-\frac{3}{4}h_{1})\\
& =-\frac{3}{4}mgh_{1}\\
\Delta Ep & =-\frac{3}{4}Ep_{1}
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensialnya berkurang tiga perempat dari semula.
SalahPerubahan energi potensial.
$\begin{alignedat}{1}\Delta Ep & =Ep_{2}-Ep_{1}\\
& =mgh_{2}-mgh_{1}\\
& =mg(h_{2}-h_{1})\\
& =mg(\frac{1}{4}h_{1}-h_{1})\\
& =mg(-\frac{3}{4}h_{1})\\
& =-\frac{3}{4}mgh_{1}\\
\Delta Ep & =-\frac{3}{4}Ep_{1}
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensialnya berkurang tiga perempat dari semula.
-
Pertanyaan ke 4 dari 5
4. Pertanyaan
Sebuah bola bermassa 0,5 kg ditendang melambung ke atas dan mencapai titik tertinggi 7 m. Energi potensial di titik tertinggi adalah… .
Betul$\begin{alignedat}{1}Ep & =mgh\\
& =(0,5)(10)(7)\\
Ep & =35
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda tersebut pada titik tertinggi adalah 35 joule.
Salah$\begin{alignedat}{1}Ep & =mgh\\
& =(0,5)(10)(7)\\
Ep & =35
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda tersebut pada titik tertinggi adalah 35 joule.
-
Pertanyaan ke 5 dari 5
5. Pertanyaan
Sebuah buku berada dalam rak yang tingginya 3 m dan memiliki energi potensial 15 J. Energi potensial buku tersebut jika diturunkan hingga 2 m adalah… .
Betul$\begin{alignedat}{1}\frac{Ep_{1}}{Ep_{2}} & =\frac{mgh_{1}}{mgh_{2}}\\
\frac{15}{Ep_{2}} & =\frac{3}{2}\\
Ep_{2} & =\frac{15(2)}{3}\\
Ep_{2} & =\frac{30}{3}\\
Ep_{2} & =10
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda tersebut adalah 10 Joule.
Salah$\begin{alignedat}{1}\frac{Ep_{1}}{Ep_{2}} & =\frac{mgh_{1}}{mgh_{2}}\\
\frac{15}{Ep_{2}} & =\frac{3}{2}\\
Ep_{2} & =\frac{15(2)}{3}\\
Ep_{2} & =\frac{30}{3}\\
Ep_{2} & =10
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda tersebut adalah 10 Joule.
Latihan Soal Energi Potensial (Sukar)
Ringkasan kuis
0 dari 5 pertanyaan telah diselesaikan
Pertanyaan:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
Informasi
You have already completed the quiz before. Hence you can not start it again.
Quiz is loading...
Anda harus masuk atau mendaftar untuk memulai kuis.
Anda harus menyelesaikan kuis dibawah ini, untuk memulai kuis ini:
Hasil
Hasil
0 dari 5 pertanyaan terjawab dengan benar
Waktu yang telah berlalu
Kategori
- Tidak Berkategori 0%
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- Terjawab
- Tinjau
-
Pertanyaan ke 1 dari 5
1. Pertanyaan
Sebuah kotak diangkat dari lantai sehingga memiliki energi potensial 20 J. Kotak kedua yang bermassa dua kali massa kotak pertama dan diangkat dengan ketinggian yang sama akan memiliki energi potensial… 10 J.
Betul$\begin{alignedat}{1}\frac{Ep_{1}}{Ep_{2}} & =\frac{mgh}{mgh}\\
\frac{20}{Ep_{2}} & =\frac{mgh}{2mgh}\\
\frac{20}{Ep_{2}} & =\frac{1}{2}\\
Ep_{2} & =40
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda menjadi 40 joule.
Salah$\begin{alignedat}{1}\frac{Ep_{1}}{Ep_{2}} & =\frac{mgh}{mgh}\\
\frac{20}{Ep_{2}} & =\frac{mgh}{2mgh}\\
\frac{20}{Ep_{2}} & =\frac{1}{2}\\
Ep_{2} & =40
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial benda menjadi 40 joule.
-
Pertanyaan ke 2 dari 5
2. Pertanyaan
Percepatan gravitasi di Bumi enam kali percepatan gravitasi di Bulan. Sebuah benda bermassa $m$ berada di bumi pada ketinggian $h$. Jika benda tersebut pada ketinggian yang sama di permukaan bulan, akan memiliki energi potensial …. energi potensial di Bumi.
Betul$\begin{alignedat}{1}\frac{Ep_{bumi}}{Ep_{bulan}} & =\frac{mg_{bumi}h}{mg_{bulan}h}\\
& =\frac{6g_{bulan}}{g_{bulan}}\\
\frac{Ep_{bumi}}{Ep_{bulan}} & =6\\
Ep_{bulan} & =\frac{1}{6}Ep_{bumi}
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial bulan $\frac{1}{6}$ energi potensial di Bumi.
Salah$\begin{alignedat}{1}\frac{Ep_{bumi}}{Ep_{bulan}} & =\frac{mg_{bumi}h}{mg_{bulan}h}\\
& =\frac{6g_{bulan}}{g_{bulan}}\\
\frac{Ep_{bumi}}{Ep_{bulan}} & =6\\
Ep_{bulan} & =\frac{1}{6}Ep_{bumi}
\end{alignedat}
$Jadi, energi potensial bulan $\frac{1}{6}$ energi potensial di Bumi.
-
Pertanyaan ke 3 dari 5
3. Pertanyaan
Seekor kera berayun dari suatu tempat berketinggian 12 meter ke tempat lain berketinggian 14 m. Jika perubahan energi potensial kera itu 40 J, maka massa kera adalah … .
Betul$\begin{alignedat}{1}\Delta Ep & =mg(h_{2}-h_{1})\\
40 & =m(10)(14-12)\\
40 & =m(20)\\
m & =\frac{40}{20}\\
m & =2
\end{alignedat}
$Jadi, massa kera tersebut adalah 2 kg.
Salah$\begin{alignedat}{1}\Delta Ep & =mg(h_{2}-h_{1})\\
40 & =m(10)(14-12)\\
40 & =m(20)\\
m & =\frac{40}{20}\\
m & =2
\end{alignedat}
$Jadi, massa kera tersebut adalah 2 kg.
-
Pertanyaan ke 4 dari 5
4. Pertanyaan
Seorang pendaki sedang mendaki bukit. Mula-mula ia berada pada ketinggian 1.000 m. Ia ingin naik ke ketinggian 1.500 m. Massa pendaki 50 kg. Berapakah kenaikan energi potensial pendaki ini?
Betul$\begin{alignedat}{1}\Delta Ep & =m\cdot g\cdot\Delta h\\
& =50\cdot10\cdot(1500-1000)\\
& =500(500)\\
\Delta Ep & =250000
\end{alignedat}
$Jadi, kenaikan energi potensial dari pendaki tersebut adalah 250 kJ.
Salah$\begin{alignedat}{1}\Delta Ep & =m\cdot g\cdot\Delta h\\
& =50\cdot10\cdot(1500-1000)\\
& =500(500)\\
\Delta Ep & =250000
\end{alignedat}
$Jadi, kenaikan energi potensial dari pendaki tersebut adalah 250 kJ.
-
Pertanyaan ke 5 dari 5
5. Pertanyaan
Ubay bermassa 30 kg memanjat pohon setinggi 10 m, sedangkan Edi bermassa 45 kg berada di atas gedung setinggi 8 m. Berapakah perbandingan energi potensial Ubay dan Edi?
Betul$\begin{alignedat}{1}\frac{Ep_{Ubay}}{Ep_{Edi}} & =\frac{m\cdot g\cdot h}{m\cdot g\cdot h}\\
& =\frac{30\cdot10\cdot10}{45\cdot10\cdot8}\\
& =\frac{3000}{3600}\\
& =\frac{30}{36}\\
\frac{Ep_{Ubay}}{Ep_{Edi}} & =\frac{5}{6}
\end{alignedat}
$Jadi, perbandingan energi potensial Ubay dan Edi adalah 10 : 12.
Salah$\begin{alignedat}{1}\frac{Ep_{Ubay}}{Ep_{Edi}} & =\frac{m\cdot g\cdot h}{m\cdot g\cdot h}\\
& =\frac{30\cdot10\cdot10}{45\cdot10\cdot8}\\
& =\frac{3000}{3600}\\
& =\frac{30}{36}\\
\frac{Ep_{Ubay}}{Ep_{Edi}} & =\frac{5}{6}
\end{alignedat}
$Jadi, perbandingan energi potensial Ubay dan Edi adalah 10 : 12.