Dokumen tersebut membahas tentang energi potensial gravitasi dan elastis. Energi potensial gravitasi didefinisikan sebagai hasil kali massa suatu benda dengan ketinggiannya di atas titik acuan, sedangkan energi potensial elastis didefinisikan sebagai separuh hasil kali konstanta pegas dengan kuadrat panjangnya. Contoh soal mendemonstrasikan perhitungan energi potensial untuk kedua jenis energi tersebut.

1. Lukas Wacanno
Yusfyani Rahawarin
Priska Pattipeilohy

2. Energi Potensial

4. Mungkin contoh yang paling
umum dari energi potensial
adalah energi potensial
gravitasi. Sebuah batu bata
yang dipegang tinggi di udara
mempunyai energi potensial
karena posisi relatifnya
terhadap bumi. Batu itu
mempunyai kemampuan
untuk melakukan kerja,
karena jika dilepaskan, batu
tersebut akan jatuh ke tanah
karena adanya gaya
gravitasi, dan dapat
melakukan kerja.

5. Untuk mengangkat vertikal benda dengan
massa m, gaya ke atas yang paling tidak
sama dengan beratnya, mg, harus
diberikan kepadanya, katakanlah, oleh
tangan seseorang. Untuk mengangkat
benda itu setinggi h, dari posisi y1 ke y2
(dipilih arah keatas positif), orang harus
melakukan kerja yang sama dengan hasil
kali gaya eksternal yang dibutuhkan,
Fext = mg ke atas, dan jarak vertikal h.
Yaitu
Fext d cos 0 = mgh
= mg (y2 – y1)

6. Gravitasi juga bekerja , pada benda
sewaktu bergerak dari y1 ke y2 dan
melakukan kerja padanya yang sama
dengan
WG = F G d cos  = mgh cos 180
,
Di mana  = 180 karena FG dan d
menunjukan arah yang berlawanan.
Jadi
WG = -mgh
= -mg (y2 – y1)

7. Dengan demikian kita defenisikan energi
potensial gravitasi sebuah benda sebagai hasil
kali beratnya, mg, dan ketinggiannya, h, di atas
tingkat acuan tertentu (misalnya tanah):
EPgrav = mgh.
Makin tinggi suatu benda di atas tanah, makin
besar pula energi potensial gravitasi yang
dimilikinya.
Wext = -mgh (y2 – y1)
Wext = EP2 – EP1 = ∆EP.
Dengan demikian, kerja yang dilakukan oleh gaya
eksternal untuk menggerakan massa m dari titik 1
ke titik 2 sama dengan perubahan energi
potensial benda antara titik 1 dan titik 2.

8. Contoh Soal
Sebuah roller coaster dengan massa 1.000 kg
bergerak dari titik A ke tiki B dan kemudian ke titik
C.
(a) Berapa energi potensial gravitsi pada B dan C
relatif terhadap A?
Dengan menentukan y
= 0 pada titik A. (b)
berapa perubahan
energi potensial
perpindahan dari B ke
C? (c) Ulangi
pertanyaan (a) dan (b),
tetapi ambil titik acuan
(y = 0) pada titik C.

9. Diketahui : m = 1000 kg
g = 9,8 m/s2
hA = 15 m
hB = 10 m
hC = -15 m
Ditanya : a). EPB dan EPC = .... ?
b). ∆EP = ... ?
c). Ulang (b) dan (c) tikik acuan
(y = 0) pada titik C.

10. Penyelesaian :
a). EPB = mghB
= ( 1000kg) (9,8 m / s2) (10m)
= 9,8 x 104 J.
EPC = mghC
= ( 1000kg) (9,8 m / s2) (-15m)
= -1,5 x 105 J.
b). ∆EP = EP2 – EP1
EPC – EPB = (-1,5 x 105 J) – (9,8 x 104 J)
= -2,5 x 105 J

11. c). EPA = mgh
= (1000kg) (9,8 m / s2) (15 m)
= 1,5 k 105 J
Pada B, hB = 25 m sehingga energi potensial
EPB = mgh
= (1000kg) (9,8 m / s2) (25 m)
= 2,5 x 102 J
Pada C, yC = 0, sehingga energi potensial adalah
nol. Perubahan energi potensial pada gerak dari B
ke C adalah
EPC – EPB = 0 - 2,5 x 105 J
= - 2,5 x 105 J

12. Energi Potensial
Pegas

13. Sebuah pegas dapat menyimpan energi
(EP elastis) ketika ditekan dan dapat
melakukan pekerjaan jika dilepas.
2
2
1
kxelastikEP 

14. kxF
kxF
S
P


 
 
2
2
2
1
2
1
2
1
2
1
0
2
1
kxelastikEP
kxxkxxFW
kxkxF









Untuk mencari kerja
yang yang dilakukan
padanya, W = Fx

15. Contoh Soal
Sebuah pegas memiliki beban 5 kg dan
di gantung vertikal. Jika pegas tersebut
bertambah panjang 7 cm maka energi
potensial tersebut adalah.
Diketahui : m = 5 kg
x = 7 cm 0,07 m
g = 10 m/s2
Ditanya : EP = ...?

16. Penyelesaian : 2
2
1
kxEP 
  
mN
m
N
x
w
k
Nsmkggmw
wF
/3,714
07,0
50
50/105. 2



  
  
JEP
mNEP
mNEP
kxEP
75,1
0049,03,714
2
1
07,03,714
2
1
2
1
2
2



