tirto.id - Contoh soal Energi Potensial beserta jawaban dan pembahasannya dapat dijadikan sebagai bahan belajar sebelum mengikuti ujian. Melalui latihan soal, diharapkan siswa dapat mengevaluasi penguasaan materi dan memperkirakan pola soal yang akan keluar saat ujian berlangsung.
Materi Energi Potensial mencakup materi gaya dan energi di semua jenjang, mulai dari SD hingga SMA. Di jenjang Sekolah Dasar, materi ini diberikan dalam bentuk yang sederhana dan bersifat mendasar.
Secara definitif, energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Sementara itu, mengutip dari Modul Belajar Mandiri Calon Guru PPPK (2021), energi potensial merupakan energi yang dimiliki oleh benda berdasarkan tinggi rendah kedudukannya. Besar kecilnya energi potensial ditentukan oleh massa dan ketinggian.
Energi potensial terdiri atas 3 jenis yaitu energi potensial gravitasi, energi potensial listrik, dan energi potensial elastis.
Energi potensial gravitasi dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Sebagai misal, orang melempar bola hingga menyebabkan bola memiliki energi kinetik. Dalam peristiwa ini, gerakan bola di udara dipengaruhi oleh kerja gaya gravitasi.
Rumus dasar perhitungan energi potensial ini adalah:
EP= m.g.h
Keterangan:
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian benda (m)
Sementara itu, energi potensial elastis dimiliki oleh benda elastis seperti karet, bola, pegas. Contoh energi potensial elastis dapat diamati pada gerakan menarik anak panah pada tali busur. Gerakan itu disebut energi potensial elastis, tetapi saat dilepaskan energi tersebut berubah menjadi kinetik.
Contoh Soal Energi Potensial, Jawaban, dan Pembahasan
Contoh soal energi potensial memuat rangkaian pertanyaan yang berkaitan dengan materi energi potensial. Pemahaman terhadap contoh soal akan tercapai jika disertai dengan jawaban dan pembahasan. Berikut contoh soal energi potensial, jawaban, dan pembahasan.
1. Sebuah kelapa memiliki massa 2 kg dan berada pada ketinggian 20 meter dari permukaan bumi. Jika diketahui gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2, berapa energi potensial yang dimiliki kelapa pada ketinggian itu?
Jawaban:
EP = m.g.h
EP = 2.10.20
EP = 400 Joule
Jadi, energi potensialnya adalah 400 Joule.
2. Sebuah benda bermassa 5 kg memiliki energi potensial sebesar 1000 Joule pada ketinggian tertentu. Jika gravitasi di tempat itu adalah 10 m/s2, berapakah perkiraan ketinggian benda tersebut dari permukaan bumi?
Jawaban:
EP=m.g.h
h=Ep/(m.g)
h=1000/(5.10)
h=20
Jadi, ketinggiannya adalah 20 meter
3. Jika diketahui energi potensial benda pada ketinggian 2 meter sebesar 7000 Joule, berapakah perkiraan massa benda jika diketahui percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2 ?
Jawaban:
Nilai massa (m) benda dapat dihitung dengan memodifikasi persamaan energi potensial menjadi:
m = Ep/(g.h)
m = 7000/(2.10)
m = 7000/20
m = 350 kg
4.Buah kelapa yang masih menggantung di pohon kira-kira massanya 2,5 kg. Jika ketinggian pohon kelapa tersebut 10 meter, berapa energi potensial buah kelapa tersebut? (g=10 m/s2)
Jawaban:
Diketahui:
m=2,5 kg
h=10 m
g=10 m/s2
Ditanya: Berapa energi potensial dari buah kelapa tersebut?
Dijawab:
Ep = m.g.h
Ep = 2,5 x 10 x 10
Ep = 250 Joule
5. Seorang buruh pelabuhan yang tingginya 1,5 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:
a)permukaan tanah
b)kepala buruh pelabuhan
Jawaban:
Diketahui:
m = 50 kg
g = 10 m/s2
h = 1.5 m + 0.5
m = 2 m.
Ditanya: energi potensial terhadap:
- Permukaan tanah
- Kepala buruh pelabuhan
- EP karung berisi beras relatif terhadap permukaan tanah.
Ketinggian total karung beras dari permukaan tanah = 1,5 m + 0,5 m = 2 m.
EP = m,g.h
EP = 50.10.2
EP = 1000 Joule
- EP karung berisi beras relatif terhadap kepala buruh pelabuhan.
Kedudukan karung beras diukur dari kepala buruh pelabuhan adalah 0,5 meter.
EP = m.g.h
EP = 50.10.0,5
EP = 250 Joule
6. Jiro menjatuhkan sebuah batu bermassa 2 kg dari ketinggian 20 meter sehingga batu terjatuh bebas. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, maka energi kinetik batu setelah berpindah sejauh 5 meter dari posisi awalnya adalah…
Jawaban:
Diketahui:
m = 2 kg
ho = 20 m
h’ = ho-h = 20-5 = 15 m
Ditanya: Energi kinetik dari batu?
Dijawab :
- Kecepatan batu setelah berpindah 5 meter
Vt2 = 2.g.h
Vt2 = 2.(10.5)
Vt2 = 100
- Energi kinetik batu pada ketinggian 15 meter
Ek = ½.m. Vt2
Ek = ½.2.100
Ek = 100 Joule
7.Buah mangga ranum dan mengundang selera menggelayut pada tangkai pohon mangga yang berjarak 10 meter dari permukaan tanah. Jika massa buah mangga tersebut 0,5 kg, berapakah energi potensialnya? Percepatan gravitasi 10 m/s2
Jawaban:
Diketahui:
m = 0.5
g = 10 m/s2
h= 10m
Ditanya: Berapa Energi Potensialnya?
Dijawab:
EP = m.g.h
EP= 0,5.10.10
EP= 50 Joule
8.Elektron pada tabung televisi ditembakkan ke layar dengan beda potensial 12.000 volt. Jika 0,5% energi yang diterima layar diubah menjadi panas, kalor yang diterima layar dari setiap elektron adalah…
Jawaban:
Diketahui:
energi = 0,5%
Ep = 12.000 Volt
Ditanya: energi yang diterima layar?
Dijawab:
0,5% EP = Q
0,5% qΔV = Q
Q = 5.10-3 (1e) 12.000 V
Q= 60 V
9. Jika medan listrik antara dua plat paralel sebesar 2400 N/C dan jarak antar-kedua plat 0,5 cm, beda potensialnya adalah...
Jawaban:
Diketahui: E = 2400 N/C , d = 0.5 cm = 0.005 m
Ditanya: beda potensial (V)?
Dijawab:
V = E.d
V = 2400 N/C . 0.005 m
V = 12 V
10.Untuk memindahkan muatan sebesar 10 C dari A ke B diperlukan usaha sebesar 250 Joule hitunglah potensial AB tersebut!
Jawaban:
Diketahui: Q = 10 C , W = 250 Joule
Ditanya: potensial AB (V) ?
Dijawab:
V = W/Q
V = 250 Joule / 10 C
V = 25 Volt
Penulis: Nurul Azizah
Editor: Fadli Nasrudin