Skip navigation

Energi Potensial Gravitasi

Tahukah Kamu apa itu energi potensial gravitasi?

Energi Potensial Gravitasi


(Sumber : blog.komendoan.com)

Apa yang terpikir olehmu mengenai gambar diatas?

       Gambar di atas menunjukkan sebuah pohon apel yang berbuah dan ada beberapa buah yang jatuh ke tanah. Buah apel di pohon tersebut memiliki suatu energi yang bisa membuat buah tersebut melakukan kerja hingga jatuh ke tanah. Energi tersebut adalah energi potensial gravitasi. Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya dalam suatu medan gravitasi. Gravitasi dapat memindahkan benda antara dua titik, tetapi sebelum benda tersebut mengalami perpindahan akibat gravitasi, benda tersebut telah memiliki suatu energi yaitu energi potensial gravitasi. Demikian juga ketika kamu berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah (misalnya di atap rumah  atau di dalam pesawat). Energi potensial gravitasi dimiliki benda karena posisi relatifnya terhadap Bumi. Dalam kasus ini hanya terjadi jika benda tersebut memiliki massa yang jauh lebih kecil dari Bumi dengan jarak yang dekat dengan Bumi. Di pembahasan kali ini akan dibahas energi potensial yang terjadi pada benda yang sangat besar dan jarak yang sangat jauh yaitu dalam kasus benda-benda di alam semesta.

       Pada materi sebelumnya telah kamu pelajari mengenai gaya gravitasi yang juga dapat bekerja hingga pada suatu yang sangat jauh sekalipun, yaitu pada Bulan contohnya hingga bisa membuat Bulan tetap berada pada orbitnya dalam mengitari Bumi. Hal ini juga menunjukkan bahwa ketika suatu benda yang berada bahkan pada ketinggian tertentu di atas permukaan Bumi, maka benda tersebut masih berada dalam medan gravitasi Bumi hingga memiliki energi potensial gravitasi. Besarnya energi potensial gravitasi pada benda bermassa m yang terletak pada jarak R dari pusat suatu planet dinyatakan dengan

Apel jatuh

Keterangan :

Ep = energi potensial gravitasi (joule)

M = massa planet (kg)

m = massa benda (kg)

r = jarak pusat benda ke pusat planet (m)

       Energi berhubungan dengan usaha karena usaha dapat diartikan sebagai perubahan energi potensial (Ep2 - Ep1). Usaha akan bernilai positif ketika gaya yang dikerjakan pada benda menyebabkan jarak kedua benda bertambah. Akan tetapi, energi potensial gravitasi akan bernilai nol  ketika jarak antara planet dan benda sangat jauh hingga mencapai tak berhingga. Sehingga Ep2 - Ep1 = 0 - Ep1 = -Ep1 yang mana ini menunjukkan bahwa energi potensial benda tersebut bernilai negatif. Perhatikanlah gambar di bawah ini!

Grafik energi potensial gravitasi

       Selain mengenai energi potensial gravitasi, terdapat besaran lain yang juga harus kamu ketahui yaitu potensial gravitasi. Potensial gravitasi didefinisikan sebagai besar energi potensial gravitasi per satuan massa. Potensial gravitasi termasuk besaran skalar sehingga potensial gravitasi yang disebabkan oleh benda bermassa merupakan jumlah dari potensial gravitasi dari tiap-tiap benda. Potensial gravitasi dapat dituliskan sebagai berikut:

Rumus potensial

Contoh Soal 1

Bumi memiliki jari-jari 6,4 x 106 m dan massa 6 x 1024 kg. Jika massa sebuah mobil 1000 kg, tentukanlah energi potensial gravitasi antara mobil dan permukaan Bumi!

"Cobalah kamu jawab soal tersebut kemudian bandingkan jawabanmu dan penyelesaian soal tersebut di bawah ini!"

Contoh Soal 2

Energi potensial gravitasi antara benda bermassa 200 kg sebesar -3,25 x 108 joule. Tentukanlah besar potensial gravitasi pada benda tersebut.

"Kamu bisa gunakan persamaan potensial gravitasi yang telah kamu pelajari, kemudian bandingkan jawabmu dengan kunci jawaban di bawah ini".

Contoh Soal 3

Pesawat The Antonov An-225

(Sumber : www.liputan6.com)

Pesawat kargo bernama The Antonov An-225 adalah pesawat terbesar sepanjang sejarah yang dirancang oleh Biro Desain Antonov Uni Soviet pada tahun 1980-an. Bumi memiliki jari-jari 6,4 x 106 m dan massa 6 x 1024 kg. Jika  energi potensial gravitasi antara pesawat dan permukaan Bumi saat pesawat tersebut sedang berada di permukaan Bumi adalah -40,04 x 1025 J, tentukanlah berapa massa pesawat tersebut dalam satuan ton!

"Cobalah kamu jawab soal tersebut kemudian bandingkan jawabanmu dengan penyelesaiannya di bawah ini".

Jendela Karakter Islami


(Sumber : pinterest.com)

       Kamu telah mempelajari beberapa materi Hukum Newton tentang Gravitasi ini yang salah satunya adalah menjawab pertanyaan-pertanyaan mengenai bagaimana keteraturan pada alam semesta ini. Tentunya telah banyak pengetahuan yang kamu peroleh bukan? Bantulah temanmu jika ada dari mereka yang belum memahami materi ini. Hal ini merupakan wujud sikap tolong menolong yang kamu berikan ke temanmu. Selain itu, cara untuk menolong temanmu dalam memahami materi ini juga dapat dilakukan dengan kerjasama yaitu saling berdiskusi tentang materi serta saling bekerja sama dalam melakukan percobaan-percobaan yang ada

Pahamilah mengenai karakter ini hingga kamu termotivasi untuk mengaplikasikannya!