Energi Potensial: Definisi, Jenis, dan Rumus Fisika

KOMPAS.com – Saat sedang berada di ketinggian seperti di atas sebuah gedung, di atas tangga, dan di atas jembatan, sering kali terasa ada kekuatan yang bisa menarik kita untuk jatuh ke bawah.

Hal tersebut bukan hanya perasaan takut akan ketinggian, tapi karena pada posisi tersebut kita memiliki energi potensial.

Dilansir dari Encyclopedia Britannica, energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda dan bergantung pada posisi relatif berbagai sistem.

Saat berada di ketinggian, manusia berada di posisi jarak yang tinggi ke pusat bumi. Semakin tinggi posisi suatu benda, maka semakin besar energi potensialnya.

Dengan arti lain, energi potensial merupakan energi yang berasal dari benda yang diam yang berada pada ketinggian tertentu. 

Baca juga: Contoh Penggunaan Sumber Energi Alternatif

Sehingga energi potensial, sesuai dengan namanya yaitu potensi energi yang dimiliki atau tersimpan suatu benda untuk melakukan kerja, menciptakan panas, ataupun menghasilkan daya.

Jenis-jenis energi potensial

Berikut jenis-jenis energi potensial, yaitu:

• Energi potensial gravitasi

Energi yang dirasakan seakan menarik ke bawah saat berada di tempat yang tinggi adalah energi potensial gravitasi.

Bumi memiliki medan gravitasi yang memengaruhi benda serta makhluk hidup di dalamnya. Gaya gravitasi akan selalu menarik benda bermassa ke bawah.

Gaya gravitasilah yang menyebabkan manusia bisa berdiri dengan tegap di Bumi yang bulat dan setiap benda jatuh selalu ke bawah bukan ke atas.

Dilansir dari HyperPhysics Concept, dalam energi potensial gravitasi, titik nol bisa ditentukan secara bebas di mana saja karena gravitasi dianggap konstan sekitar 9,8 m/s².

Misalnya sebuah kotak ditempatkan di lantai, lantai tersebut dianggap sebagai titik nol. Kotak tersebut akan diam.

Baca juga: Manfaat Gaya Gravitasi

Sedangkan jika kotak tersebut kita angkat setinggi satu meter, sehingga ia memiliki energi potensial untuk jatuh. Dan saat dilepaskan, kotak akan jatuh ke bawah membawa sejumlah energi dan menumbuk lantai.

Energi potensial gravitasi dapat dihitung dengan memperhitungkan massa, percepatan gravitasi, dan ketinggian. Benda yang tidak memiliki massa, tidak terpengaruh oleh garvitasi misalnya cahaya.

Ep = m.g.h

Keterangan:

Ep: energi potensial gravitasi
m: massa benda
g: percepatan gravitasi
h: ketinggian benda

• Energi potensial listrik

Dilansir dari Khan Academy, energi potensial listrik adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik.

Keberadaan energi listrik potensialah yang membuat sebuah muatan dapat mengalir sehingg terjadi arus litrik. Energi potensial listrik dirumuskan sebagai berikut:

Ep = k (Q.q /r)

Keterangan:

Ep: energi potensial listrik
K: kontanta Coulomb (9x9^9 Nm²/C²)
Q: muatan sumber (C)
q: muatan uji (C)
r: jarak muatan Q ke muatan q

Baca juga: Hubungan Usaha dan Energi Potensial untuk Mencari Banyaknya Tumbukan

• Energi potensial pegas

Energi potensial elastis adalah energi potensial yang dihasilkan dari teganan maupun regangan benda yang bersifat elastis.

Misalnya energi potensial yang muncul saat karet gelat ditarik, ketika tarikan dilepaskan energi potensial tersebut berubah menjadi energi mekanik yang terasa sakit bila terkena tangan.

Contoh lain energi potensial pegas adalah sistem panahan. Busur panah ditarik ke belakang untuk mengumpulkan energi potensial.

Semakin tarik regangan busur panah, akan semakin besar energi potensial elastisnya. Hal tersebut berarti akan semakin besar kecepatan melesat panah saat dilepaskan.

Energi potensial elastis dituliskan dalam rumus sebagai berikut:

Ep = ½ kx²

Keterangan:

Ep: energi potensial elastis
K: kontanta Coulomb (9x9^9 Nm²/C²)
x: perubahan posisi benda (m)

Baca juga: Menentukan Energi Kinetik saat Menyentuh Tanah