Pengertian energi potensial elastis adalah energi potensial dari suatu benda elastis (sebagai contoh ialah busur panah) yang mengalami suatu perubahan bentuk sebab adanya sebuah tekanan/kompresi. Akibatnya ialah dapat menimbulkan gaya yang akan berusaha untuk memulihkan bentuk benda tersebut ke bentuk semula. Bila renggangan/tekanan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi kinetik.
Energi potensial adalah energi yang tersimpan di dalamnya karena posisinya. Ketika kita memikirkan energi potensial, seringkali hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah objek yang tinggi di udara dan baru mulai turun. Ia memiliki energi potensial yang tersimpan di dalamnya karena tingginya, dan energi itu akan berubah menjadi energi kinetik ketika jatuh. Namun, ini bukan satu-satunya situasi di mana suatu objek memiliki energi potensial. Ini adalah tipe khusus dari energi potensial yang disebut energi potensial gravitasi.
Jenis energi potensial umum lainnya adalah energi potensial elastis. Ini adalah energi yang ada di dalamnya karena berubah bentuk. Setiap objek yang dapat berubah bentuk dan kemudian kembali ke bentuk aslinya dapat memiliki energi potensial elastis. Benda-benda yang akan digunakan untuk memasukkan hal-hal seperti karet gelang, spons, dan tali bungee, di antara banyak lainnya. Ketika Anda merusak objek-objek ini, mereka kembali ke bentuk aslinya dengan sendirinya.
Sebagai contoh tandingan, sebuah objek yang tidak akan terpengaruh oleh energi potensial elastis akan menjadi sesuatu seperti selembar aluminium foil. Jika Anda meremas selembar itu ke dalam bola, itu tidak akan berubah kembali menjadi lembaran ketika Anda melepaskannya.
Contoh Energi Potensial Elastis ialah sebuah trampolin yang membentang saat seseorang melompat di atasnya, dan kemudian kembali ke bentuk aslinya setelah meluncurkan orang ke udara. Ketika bola karet memantul dari benda padat, akan kehilangan beberapa bentuknya sebelum kembali ke kondisi aslinya di udara. Karet tali pinggang yang elastis akan melebar saat dipakai pada pinggul seseorang, dan kemudian kembali ke bentuk aslinya ketika pakaian dilepas.
Rumus Energi potensial
Energi potensial ada disebabka adanya gravitasi bumi. Energi potensial bisa dirumuskan sebagai berikut
Ep = m × g × h
Keterangan:
Ep adalah Energi potensial (J)
m adalah massa benda (kg)
g adalah percepatan gravitasi (m/s2)
h adalah tinggi benda dari permukaan tanah (meter)
Jika mengangkat benda bermassa m yang awalnya setinggi yi sampai benda setinggi yf maka benda berpindah sejauh Δr=yf−yi. Besar gaya luar minimal yang dibutuhkan untuk mengangkat benda yaitu sebesar F=mg. Sehingga besar usaha W dapat dinyatakan sebagai berikut.
W =F × Δr
W = mgΔr
W = mgyf – mgyi
Contoh Energi Potensial
Contoh sederhana yang muda dari energi ini adalah jika seseorang membawa suatu batu ke atas bukit kemudian meletakkannya di sana, batu itu akan mendapat energi potensial gravitasi. Jika meregangkan suatu pegas, kita bisa mengatakan bahwa pegas akan membesar & memanjang itu memiliki arti bahwa pegas mendapatkan energi potensial elastik.
Berbagai jenis energi bisa dikelompokkan sebagai energi potensial. Untuk tiap bentuk energi dihubungkan dengan suatu jenis pada gaya tertentu dan juga bekerja terhadap sifat fisik tertentu suatu materi (seperti misalnya massa, muatan, elastisitas, suhu, dll).Energi potensial gravitasi dihubungkan pada gaya gravitasi yang bekerja pada massa benda energi potensial elastik pada gaya elastik yang bekerja terhadap elastisitas objek yang berubah bentuk.
Jenis-jenis energi potensial
- energi potensial gravitasi
- energi potensial listrik
- energi potensial kimia
- energi potensial termal
- energi potensial magnetik
Contoh Soal Energi Potensial
1. Seorang buruh pelabuhan yang tingginya 1,50 meter mengangkat sekarung beras yang bermassa 50 kg dari permukaan tanah dan memberikan kepada seorang temannya yang berdiri di atas kapal. Jika orang tersebut tersebut berada 0,5 meter tepat di atas kepala buruh pelabuhan, hitunglah energi potensial karung berisi beras relatif terhadap :
- permukaan tanah
- kepala buruh pelabuhan
a). EP karung berisi beras relatif terhadap permukaan tanah
Ketinggian total karung beras dari permukaan tanah = 1,5 m + 0,5 m = 2 meter
Dengan demikian,
- EP = mgh = (50 kg) (10 m/s2) (2 m)
- EP = 1000 Joule
b). EP karung berisi beras relatif terhadap kepala buruh pelabuhan
Kedudukan karung beras diukur dari kepala buruh pelabuhan adalah 0,5 meter.
- EP = mgh = (50 kg) (10 m/s2) (0,5 m)
- EP = 250 Joule
2. Buah mangga yang ranum dan mengundang selera menggelayut pada tangkai pohon mangga yang berjarak 10 meter dari permukaan tanah. Jika massa buah mangga tersebut 0,2 kg, berapakah energi potensialnya ? anggap saja percepatan gravitasi 10 m/s2.
- EP = mgh
- EP = (0,2 kg) (10 m/s2) (10 m)
- EP = 20 Kg m2/s2 = 20 N.m = 20 Joule
3. Seekor monyet bermassa 5 kg berayun dari satu dahan ke dahan lain yang lebih tinggi 2 meter. Berapakah perubahan energi potensial monyet tersebut ? g = 10 m/s2
kita tetapkan dahan pertama sebagai titik acuan, di mana h = 0. Kita hanya perlu menghitung EP monyet ketika berada pada dahan kedua…
- EP = mgh = (5 kg) (10 m/s2) (2 m)
- EP = 100 Joule
Dengan demikian, perubahan energi potensial monyet = 100 Joule.