11 Contoh soal energi potensial kelas 10, pahami pengertian dan jenisnya

Brilio.net - Bagi beberapa siswa, pelajaran fisika cukup menantang bahkan sulit untuk diselesaikan. Tapi, jika rajin latihan dan paham konsepnya dengan baik, kamu akan dengan mudah menyelesaikan berbagai soal fisika. Termasuk soal energi potensial kelas 10.

Melalui latihan soal secara berkala, kamu bisa memahami bagaimana energi potensial bekerja dalam berbagai situasi sekaligus meningkatkan kemampuan dalam menyelesaikan soal-soal fisika.

Setiap contoh soal energi potensial kelas 10 pun disusun untuk menguji pemahaman kamu terkait konsep dasar seperti rumus energi potensial hingga aplikasinya dalam kehidupan nyata. Oleh sebab itu, jangan sampai kelewatan, ya.

Berikut ini ulasan lengkap 11 contoh soal energi potensial kelas 10, pahami pengertian dan jenisnya. Dirangkum brilio.net dari berbagai sumber, Selasa (3/9)

Pengertian energi potensial.

foto: freepik.com

Energi potensial ialah bentuk energi yang dimiliki oleh suatu objek karena posisinya dalam medan gaya atau karena konfigurasi internalnya. Energi ini menjadi energi yang disimpan dan dapat diubah menjadi energi kinetik maupun bentuk energi lainnya saat objek mengalami perubahan posisi atau konfigurasi.

Dalam konteks fisika, energi potensial biasanya terkait dengan gaya gravitasi maupun gaya elastis. Rumus dasar untuk menghitung energi potensial gravitasi adalah: Ep = m.g.h

Keterangan:

Ep = energi potensial,
= massa objek (dalam kilogram),
= percepatan gravitasi (biasanya 9.8 m/s^2
= tinggi objek dari titik referensi (dalam meter).

Contoh penerapan rumus ini dapat ditemukan dalam situasi seperti menghitung energi potensial sebuah bola yang digantung pada ketinggian tertentu atau energi potensial air dalam bendungan.

Jenis-jenis energi potensial.

1. Energi potensial gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh objek karena posisinya dalam medan gravitasi. Semakin tinggi posisi objek, semakin besar energi potensial gravitasinya. Energi ini dihitung menggunakan rumus Ep = m.g.h. Contoh nyata dari energi potensial gravitasi adalah air yang ditampung di puncak bendungan atau batu yang berada di tepi jurang.

2. Energi potensial elastis

Energi potensial elastis merupakan energi yang disimpan dalam objek yang dapat meregang maupun menyusut, seperti pegas atau bahan elastis lainnya. Energi ini dihasilkan dari deformasi benda akibat gaya yang diterapkan padanya. Rumus untuk energi potensial elastis adalah: Ep = 1/2K . x^2

Keterangan:

Ep = energi potensial elastis
k = konstansa pegas (dalam Newton per meter)
x = perubahan panjang pegas dari posisi keseimbangan (dalam meter)

Contoh dari energi potensial elastis ialah pegas yang ditekan maupun dipanjangkan, atau balon yang digembungkan.

3. Energi potensial kimia

Energi potensial kimia yakni energi yang tersimpan dalam ikatan kimia antara atom dan molekul. Energi ini dapat dilepaskan maupun diubah selama reaksi kimia. Misalnya, bahan bakar/makanan mengandung energi potensial kimia yang dilepaskan ketika mereka bereaksi dengan oksigen dalam proses pembakaran atau pencernaan.

4. Energi potensial elektrik

Energi potensial elektrik adalah energi yang dimiliki oleh muatan listrik karena posisinya dalam medan listrik. Semakin besar jarak antara muatan dan sumber medan listrik, semakin besar energi potensial elektriknya. Rumus energi potensial elektrik yakni: Ep = k . q1 . q2 / r

Keterangan:

Ep = energi potensial elektrik
k = konstanta Coulomb (sekitar 8.99 x 10^9N m^2/C^2
q1 dan q2 = muatan listrik
r = jarak antara muatan-muatan tersebut.

Umumnya energi potensial elektrik termasuk energi yang disimpan dalam kapasitor/baterai.

Contoh soal energi potensial kelas 10.

foto: freepik.com

Contoh Soal 1

Soal: Sebuah bola dengan massa 2 kg diletakkan di ketinggian 5 meter dari permukaan tanah. Hitunglah energi potensial gravitasi bola tersebut! (g = 9.8 m/s²)

Pembahasan:

Energi potensial gravitasi dapat dihitung dengan rumus:

Ep = m⋅g⋅h

Di mana:

( m = 2 ) kg
( g = 9.8 ) m/s²
( h = 5 ) meter

Maka:

Ep = 2⋅9.8⋅5 = 98 Joule

Contoh Soal 2

Soal: Sebuah pegas dengan konstanta pegas ( k = 200 ) N/m diregangkan sejauh 0.1 meter. Hitunglah energi potensial elastis pegas tersebut!

Pembahasan:

Energi potensial elastis dapat dihitung dengan rumus:

Ep = 1/2kx²

Di mana:

( k = 200 ) N/m
( x = 0.1 ) meter

Maka:

Ep = 1/2 ⋅ 200 ⋅(0.1)² = 1 Joule

Contoh Soal 3

Soal: Sebuah benda dengan massa 3 kg berada di ketinggian 10 meter. Berapakah energi potensial gravitasi benda tersebut? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:

Ep = m⋅g⋅h = 3⋅10⋅10 = 300 Joule

Contoh Soal 4

Soal: Sebuah benda dengan massa 5 kg berada di ketinggian 8 meter. Hitunglah energi potensial gravitasi benda tersebut! (g = 9.8 m/s²)

Pembahasan:

Ep = m⋅g⋅h = 5⋅9.8⋅8 = 392 Joule

Contoh Soal 5

Soal: Sebuah pegas dengan konstanta pegas ( k = 150 ) N/m dikompresi sejauh 0.2 meter. Hitunglah energi potensial elastis pegas tersebut!

Pembahasan:

Ep =1/2kx² = 1/2 ⋅ 150 ⋅(0.2)² = 3 Joule

Contoh Soal 6

Soal: Sebuah benda dengan massa 4 kg berada di ketinggian 15 meter. Berapakah energi potensial gravitasi benda tersebut? (g = 9.8 m/s²)

Pembahasan:

Ep = m⋅g⋅h = 4⋅9.8 ⋅15 = 588 Joule

Contoh Soal 7

Soal: Sebuah benda dengan massa 6 kg berada di ketinggian 12 meter. Hitunglah energi potensial gravitasi benda tersebut! (g = 10 m/s²)

Pembahasan:

Ep = m⋅g⋅h = 6⋅10⋅12 = 720 Joule

Contoh Soal 8

Soal: Sebuah pegas dengan konstanta pegas ( k = 100 ) N/m diregangkan sejauh 0.15 meter. Hitunglah energi potensial elastis pegas tersebut!

Pembahasan:

Ep=1/2kx² =1/2 ⋅ 100 ⋅ (0.15)² = 1.125 Joule

Contoh Soal 9

Soal: Sebuah benda dengan massa 7 kg berada di ketinggian 20 meter. Berapakah energi potensial gravitasi benda tersebut? (g = 9.8 m/s²)

Pembahasan:

Ep = m⋅g⋅h = 7 ⋅ 9.8 ⋅ 20 = 1372 Joule

Contoh Soal 10

Soal: Sebuah benda dengan massa 8 kg berada di ketinggian 25 meter. Hitunglah energi potensial gravitasi benda tersebut! (g = 10 m/s²)

Pembahasan:

Ep = m⋅g⋅h = 8⋅10⋅25 = 2000 Joule

Contoh Soal 11

Soal: Sebuah pegas dengan konstanta pegas ( k = 250 ) N/m dikompresi sejauh 0.05 meter. Hitunglah energi potensial elastis pegas tersebut!

Pembahasan:

Ep = 1/2kx²=1/2 ⋅ 250 ⋅ (0.05)² = 0.3125 Joule