Contoh Energi potensial dalam kehidupan sehari-hari dan jenisnya

Energi Potensial suatu benda dapat didefinisikan sebagai energi yang tersimpan dalam suatu benda karena perubahan posisinya dalam ruang atau karena pemanjangan kompresi yang terjadi pada benda karena tegangan.

Energi potensial adalah bentuk energi yang sangat penting karena disimpan dalam tubuh menggunakan kekuatan alam. Konsep energi potensial banyak digunakan dalam fungsi bendungan dan proyek pembangkit listrik tenaga air lainnya, selain itu juga digunakan dalam fungsi perangkat modern seperti lift dan lift.

Energi yang disimpan dalam benda elastis seperti pegas berbeda dengan energi yang diberikan pada suatu benda dengan mengangkatnya di bawah pengaruh Gravitasi. Hampir semua kehidupan didukung oleh gaya Gravitasi.

Dalam fisika, kita menyebut energi sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.

Jenis energi dapat berupa:

  • Kelistrikan: hasil perbedaan potensial antara dua titik.
  • Cahaya: bagian energi yang mengangkut cahaya yang dapat dirasakan dengan mata manusia.
  • Mekanika: karena posisi dan pergerakan suatu benda. Ini adalah jumlah energi potensial, kinetik dan elastis.
  • Thermal: gaya yang dilepaskan dalam bentuk panas.
  • Angin: diperoleh melalui angin, biasanya digunakan untuk mengubahnya menjadi energi listrik.
  • Surya: digunakan radiasi elektromagnetik dari matahari.
  • Nuklir: dari reaksi nuklir, dari fusi dan fisi nuklir.
  • Kinetik: yang dimiliki suatu benda karena pergerakannya.
  • Kimiawi atau reaksi: dari makanan dan bahan bakar.
  • Hidraulik atau hidroelektrik: ini adalah hasil dari energi kinetik dan potensial arus air.
  • Sonora: dihasilkan oleh getaran suatu benda dan udara yang mengelilinginya.
  • Radiasi: berasal dari gelombang elektromagnetik.
  • Fotovoltaik: memungkinkan transformasi sinar matahari menjadi energi listrik.
  • Ionik: ini adalah energi yang dibutuhkan untuk memisahkan elektron dari atomnya.
  • Geothermal: yang berasal dari panas bumi.
  • Pasang surut: berasal dari pergerakan pasang surut.
  • Elektromagnetik: tergantung pada medan listrik dan magnet. Itu terdiri dari energi pancaran, kalori dan listrik.
  • Metabolik: ini adalah energi yang diperoleh organisme dari proses kimianya di tingkat sel.

Apa itu Energi potensial

Ketika kita berbicara tentang energi potensial, kita mengacu pada energi yang dipertimbangkan dalam suatu sistem. Dalam pengertian ini, energi potensial suatu benda adalah kapasitas yang dimilikinya untuk melakukan suatu tindakan bergantung pada gaya yang dilakukan oleh benda sistem tersebut terhadap satu sama lain.

Dengan kata lain, energi potensial adalah kemampuan untuk menghasilkan usaha sebagai konsekuensi dari posisi benda.

Energi potensial dari sistem fisik adalah energi yang disimpan oleh sistem. Ini adalah usaha yang dilakukan oleh gaya pada sistem fisik untuk memindahkannya dari satu posisi ke posisi lain.

Ini berbeda dengan energi kinetik, karena energi kinetik hanya bermanifestasi saat benda bergerak, sedangkan energi potensial tersedia saat benda tidak bergerak.

Penting untuk diingat bahwa ketika kita berbicara tentang gerakan atau imobilitas benda, kita selalu melakukannya dari sudut pandang tertentu.

Ketika kita berbicara tentang energi potensial, kita mengacu pada imobilitas benda di dalam sistem. Misalnya, seseorang yang duduk di kereta tidak dapat bergerak dari sudut pandang sistem kabinnya. Namun jika dilihat dari luar kereta, orang tersebut bergerak-gerak.

Jenis energi potensial

Secara umum ada dua jenis energi potensial, yang masing-masing dikenal sebagai energi potensial elastis dan energi potensial gravitasi.

Energi Potensial Elastis adalah energi yang ada pada benda yang dapat diregangkan atau diperpanjang, seperti trampolin, pegas, dll. Semakin lama pemuaian benda dari keadaan alaminya, semakin besar energi potensial elastis yang dimilikinya.

Ada banyak barang seperti itu yang dirancang khusus untuk menyimpan energi potensial elastis seperti ketapel atau karet gelang.

Rumus matematika untuk energi potensial elastis diberikan di bawah ini:

U = 1/2 kx 2

Di mana,

U = Energi potensial elastis

k = Konstanta gaya pegas

x = Panjang regangan tali dalam m

Energi potensial gravitasi didefinisikan sebagai energi yang diperoleh suatu benda karena pergeseran posisinya ketika berada dalam pengaruh medan gravitasi.

Tanpa masuk ke prinsip gravitasi, energi potensial gravitasi hampir secara eksklusif digunakan untuk merujuk pada akumulasi energi di dalam tubuh karena pengaruh gravitasi.

Rumus matematika untuk energi potensial gravitasi adalah:

E = m × g × h,

m = Massa benda dalam kilogram,

g = percepatan gravitasi (9,8 ms -2 di Bumi)

h = ketinggian tempat benda ditinggikan.

Secara lengkap macam-macam energi potensial ditulis di bawah ini:

  • Energi potensial gravitasi: ini adalah energi potensial suatu benda yang tergantung pada ketinggian tertentu. Yaitu, energi yang akan dimilikinya jika berhenti ditangguhkan dan gravitasi mulai berinteraksi dengan benda tersebut. Ketika kita mempertimbangkan energi potensial gravitasi dari sebuah benda yang dekat dengan permukaan bumi, besarnya sama dengan berat benda dikalikan tingginya.
  • Energi potensial elastis: ini adalah energi yang disimpan tubuh saat mengalami deformasi. Energi potensial berbeda pada setiap bahan, tergantung pada elastisitasnya (kemampuan untuk kembali ke posisi semula setelah deformasi).
  • Energi potensial elektrostatis: yang ditemukan pada benda-benda yang saling tolak atau menarik. Energi potensial lebih besar jika mereka semakin dekat jika mereka saling tolak, sementara itu semakin besar jika mereka menarik satu sama lain.
  • Energi potensial kimia: bergantung pada organisasi struktural atom dan molekul.
  • Energi potensial nuklir: ini disebabkan oleh kekuatan intens yang mengikat dan menolak proton dan neutron satu sama lain.

Contoh energi potensial

  • Balon: Saat kita mengisi balon, kita memaksa gas untuk tetap berada di ruang yang dibatasi. Tekanan yang diberikan oleh udara tersebut meregangkan dinding balon. Setelah kita selesai mengisi balon, sistem tidak dapat bergerak. Namun, udara bertekanan di dalam balon memiliki energi potensial yang besar. Jika balon meletus, energi itu menjadi energi kinetik dan bunyi.
  • Sebuah apel di cabang pohon: Saat digantung, ia memiliki energi potensial gravitasi, yang akan tersedia segera setelah terlepas dari cabangnya.
  • Layang-layang: Layang-layang digantung di udara karena pengaruh angin. Jika angin berhenti, energi potensial gravitasinya akan tersedia. Layang-layang tersebut biasanya lebih tinggi dari apel di cabang pohon, artinya energi potensial gravitasinya (bobot untuk tinggi) lebih tinggi. Namun, itu jatuh lebih lambat dari apel. Ini karena udara memberikan gaya yang berlawanan dengan gaya gravitasi, yang disebut “gesekan”. Karena laras memiliki permukaan yang lebih besar daripada apel, ia mengalami gaya gesek yang lebih besar saat jatuh.
  • Roller Coaster: Roller coaster mendapatkan energi potensial saat naik ke puncak. Puncak-puncak ini berfungsi sebagai titik ekuilibrium mekanis yang tidak stabil. Untuk mencapai puncak, harus menggunakan tenaga mesinnya. Namun, setelah naik, sisa perjalanan dilakukan berkat energi potensial gravitasi, yang bahkan dapat membuatnya mendaki ke puncak baru.
  • Pendulum: Pendulum sederhana adalah benda berat yang diikat ke poros oleh benang yang tidak dapat diperpanjang (yang membuat panjangnya konstan). Jika kita menempatkan benda berat setinggi dua meter dan melepaskannya, pada sisi berlawanan dari bandul tingginya akan mencapai tepat dua meter. Ini karena energi potensial gravitasinya mendorongnya untuk menahan gravitasi pada tingkat yang sama ketika ia tertarik padanya. Pendulum akhirnya berhenti karena gaya gesekan udara, bukan karena gaya gravitasi, karena gaya itu terus menyebabkan pergerakan tanpa batas.
  • Duduk di sofa: Bantalan (cushion) sofa tempat kita duduk dikompresi (diubah bentuknya) oleh berat kita. Energi potensial elastik ditemukan dalam deformasi ini. Jika ada bulu pada bantalan yang sama, saat kita melepaskan beban dari bantalan, energi potensial elastis akan dilepaskan dan bulu akan dikeluarkan oleh energi itu.
  • Baterai: Di ​​dalam baterai ada sejumlah energi potensial yang hanya diaktifkan saat bergabung dengan sirkuit listrik.

Selain di atas, kami juga menjelaskan berbagai contoh lain dari energi potensial berikut ini:

Energi Potensial pada Pendulum

Pendulum adalah struktur di mana berat tergantung pada poros sehingga mereka dapat dengan mudah berayun; misalnya, jam pendulum. Jika pendulum dipegang di salah satu ujung, ia memiliki energi potensial maksimum pada saat itu karena posisinya.

Tetapi ketika kita dia bergerak turun, energi potensial ini diubah menjadi energi kinetik. Ketika pendulum akan mencapai ujung yang lain, sebelum kembali dengan jalan yang sama, ia akan berhenti selama satu detik di titik tertinggi. Pada tahap diam 1-2 detik ini, energi kinetik akan diubah menjadi energi potensial. Proses ini akan diulangi lagi dan lagi sampai pendulum berhenti.

Energi Potensial pada Pegas

Seperti yang telah dibahas, energi potensial elastis adalah bentuk energi potensial yang ada pada benda-benda yang dapat diregangkan dan dikompresi; misalnya, pegas.

Ketika pegas dikompresi atau diregangkan, ia memperoleh sejumlah energi potensial yang disebut energi potensial elastis sedangkan energi yang diperlukan untuk mengompres pegas disebut energi kinetik. Ketika pegas terkompresi dilepaskan, energi potensial yang tersimpan dari pegas terkompresi akan kembali dikonversi menjadi energi kinetik.

Energi Potensial pada Busur & Panah

Apakah Anda tahu bahwa menggunakan busur dan anak panah menggunakan hukum termodinamika pertama yang mengatakan bahwa ‘energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan; itu hanya dapat ditransfer dari satu bentuk ke bentuk lainnya ‘?

Ketika seorang pemanah menarik kembali tali busur, sejumlah energi potensial elastis diperoleh oleh anggota badan fleksibel busur. Semakin banyak pemanah menarik kembali, semakin banyak energi potensial yang akan diperoleh oleh anggota badan busur karena peregangan.

Ketika tali busur dilepaskan, panah bergerak maju dengan sangat cepat. Apa yang terjadi di sini adalah energi potensial yang diperoleh oleh busur karena peregangan sedang dengan cepat ditransfer ke panah dalam bentuk energi kinetik, dan dengan demikian, ia bergerak maju.

Energi Potensial pada Batu di tebing

Sebuah batu di tepi tebing memiliki energi potensial. Energi potensial dalam batu itu akan karena posisinya. Seperti yang telah kita ketahui, energi yang tersimpan dalam suatu benda karena tingginya dikenal sebagai energi potensial gravitasi; oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa energi yang ada di batu akan menjadi energi potensial gravitasi.

Dan juga, jika seseorang mendorong batu itu ke tebing, energi potensial yang sama kemudian akan diubah menjadi energi kinetik. Jadi, lain kali Anda berada di perjalanan Anda ke pegunungan dan melihat batu bertengger di tepi tebing ingatlah bahwa ia memiliki sejumlah energi yang tersimpan di dalamnya dalam bentuk energi potensial gravitasi.

Energi Potensial pada Makanan yang Kita Makan

Pernah berpikir bagaimana kita bisa berjalan, berlari, atau melakukan pekerjaan apa pun yang membutuhkan banyak energi? Dari mana energi ini dalam tubuh kita untuk melakukan semua pekerjaan berasal?

Seperti yang kita ketahui bahwa pekerjaan yang dilakukan membutuhkan energi dan, kita, manusia memperoleh energi dari makanan yang kita makan.

Seperti dijelaskan sebelumnya, ada jenis energi potensial yang ada dalam zat yang disebut energi kinetik kimia. Ini adalah energi yang disimpan dalam ikatan kimia suatu zat.

Makanan yang kita makan memiliki sejumlah energi potensial kimia yang tersimpan. Ketika makanan mencapai perut kita, energi potensial kimiawi yang sama diubah menjadi energi yang digunakan tubuh kita.

Kita dapat mengatakan bahwa segala sesuatu yang terdiri dari atom memiliki energi potensial. Menariknya jika kita mengambil dua potong daging, panas dan dingin yang beratnya sama dan membandingkannya, kita akan menemukan bahwa daging panas akan memiliki lebih banyak energi dibandingkan dengan daging dingin karena yang pertama memiliki sejumlah energi panas tambahan; Namun, jumlah energi potensial akan tetap sama.

Energi Potensial pada Air Di Bendungan & Waduk

Air yang disimpan di reservoir bendungan untuk berbagai keperluan seperti menghasilkan listrik di pembangkit listrik tenaga air, irigasi, pencegahan banjir, konsumsi manusia, keperluan industri dll, memiliki sejumlah energi potensial.

Karena air yang tertahan di waduk diam dan dilarang mengalir, energi yang ada di dalamnya akan disebut energi potensial karena kita tahu bahwa energi potensial adalah jenis energi yang ada dalam benda yang diam.

Ketika gerbang bendungan terbuka, air ini, yang awalnya diam, akan langsung digerakkan dan energi potensial yang tersimpan dalam air akan diubah menjadi energi kinetik.

Energi Potensial pada Salju

Pernahkah Anda melihat gunung yang dipenuhi salju yang terlihat begitu damai? Ketika salju turun baru terjadi, salju mulai berkemas di pegunungan. Salju yang sedang diam memiliki sejumlah energi potensial di dalamnya.

Karena pegunungan ini hadir pada ketinggian tertentu, energi potensial ini dapat diklasifikasikan sebagai energi potensial gravitasi. Ketika salju turun, penutup salju yang penuh sesak ini menghasilkan longsoran salju. Apa yang terjadi pada longsoran salju adalah bahwa karena pecahnya salju, energi potensial diubah menjadi energi kinetik. Karenanya, salju mulai bergerak menuruni gunung.

Energi Potensial pada Peluru

Sebelum sebuah peluru ditembakkan dari pistol, peluru itu diam. Seperti kita ketahui sekarang bahwa energi yang ada dalam suatu benda yang ditahan diam disebut energi potensial. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa peluru yang diam di dalam pistol mengandung sejumlah energi yang dikenal sebagai energi potensial. Dan, segera setelah peluru ditembakkan, energi potensial akan diubah menjadi energi kinetik.

Energi Potensial pada Rollercoaster

Ketika sebuah gerobak diadakan di bagian atas rollercoaster sebelum diizinkan jatuh bebas, gerobak itu mengandung sejumlah energi potensial. Pada titik tertinggi dari rollercoaster, gerobak ditahan diam selama beberapa detik, energi yang terkandung dalam gerobak karena tinggi dan berat orang yang duduk di gerobak disebut sebagai energi potensial gravitasi. Semakin banyak orang mengendarai gerobak, akan semakin banyak energi potensial gravitasi. Ketika gerobak meluncur lebih jauh di lintasan, energi potensial yang disimpan diubah menjadi energi kinetik.

Energi Potensial pada Karet gelang

Ketika kita meregangkan karet gelang, ia menyimpan sejumlah energi potensial di dalamnya. Sekarang, kita dapat dengan mudah mengatakan bahwa karet gelang yang diregangkan akan memiliki energi potensial elastis yang tersimpan di dalamnya. Segera setelah pita peregangan dibebaskan, ia dengan cepat kembali ke bentuk aslinya dan energi potensial elastis dikonversi menjadi energi kinetik.

Energi Potensial pada Bola Penghancur

Bola yang bergelombang mirip dengan bandul. Ketika derek mengayunkan bola perusak hingga ketinggian tertentu, ia mulai mendapatkan energi potensial. Sama seperti kasus pendulum, di sini, juga, energi potensial diubah menjadi energi kinetik yang digunakan untuk menghancurkan bangunan.

Energi Potensial pada Perenang

Sebelum menyelam ke dalam air, perenang selalu berdiri di atas papan loncat dan melakukan peregangan. Sementara para perenang berdiri di papan loncat, mereka memiliki sejumlah energi potensial gravitasi.

Begitu mereka menyelam ke dalam air, energi potensial gravitasi ini diubah menjadi energi kinetik. Ini adalah alasan mengapa para perenang melakukan lompatan sambil menyelam untuk memperoleh energi potensial gravitasi maksimum yang akan dikonversi menjadi energi kinetik. Semakin banyak energi kinetik, semakin mudah untuk memotong viskositas air di kolam.

Hubungan Antara Energi Kinetik dan Energi Potensial

Pada contoh terakhir, kita membahas skenario truk naik ke ujung gunung dan kemudian turun gunung untuk mencapai tanah.

(Gambar akan segera diupload)

Jadi, awalnya, ia menyimpan energi yang merupakan energi potensial, dan kemudian mulai bergerak ke atas gunung, yang merupakan energi kinetik. Jadi, total energi yang digunakan olehnya diberikan sebagai:

KEi + PEi

Sekarang, seperti di ujungnya, dan lagi-lagi memiliki energi simpanan atau energi potensial akhir saat mulai bergerak menuruni gunung, energi yang tersimpan ini berubah menjadi energi kinetik. Sekarang, total energi yang digunakan dalam kasus terakhir adalah sebagai berikut:

KEf + PEf

Jadi, berapa pun energi total yang digunakan awalnya sama dengan energi yang digunakan akhirnya. Jadi, hubungan antara energi kinetik dan energi potensial adalah:

KEi + PEi = KEf + PEf

Related Posts