Home BAHAN BELAJAR FISIKA Menentukan Energi Potensial Gravitasi Dan Potensial Gravitasi

Menentukan Energi Potensial Gravitasi Dan Potensial Gravitasi

by CerdaskanKita

– Energi potensial gravitasi merupakan energi bisnis yang dibutuhkan untuk memindahkan massa dari titik yang jauh tak hingga lalu ke suatu titik tertentu. Energi potensial merupakan energi yang mensugesti benda lantaran posisi ketinggian benda. Energi potensial gravitasi merupakan sejumlah energi yang hadir dalam suatu objek yang berada di tempat medan gravitasi. Sedangkan potensial gravitasi merupakan bisnis yang dibutuhkan untuk memindahkan massa sebesar satuan massa dari titik tak hingga lalu ke suatu titik tertentu. Dengan kata lain, potensial gravitasi merupakan energi potensial persatuan massa. Pada hari ini ini, Bahan mencar ilmu sekolah akan membahas rumus energi potensial gravitasi dan potensial gravitasi serta bagaimana cara memilih potensial gravitasi untuk sistem yang terdiri dari kaya partikel.

#1 Rumus Energi Potensial Gravitasi

Secara matematis, energi potensial gravitasi sanggup diartikan sebagai hasil kali massa dengan tetapan gravitasi dibagi dengan jarak benda. Oleh lantaran itu, besar energi gravitasi berbanding lurus dengan hasil kali massa dan berbanding terbalik dengan jarak.

Energi potensial gravitasi akan berubah seiring dengan perubahan posisinya terhadap gravitasi. Besar energi potensial gravitasi sama dengan besar bisnis yang dibutuhkan untuk memindahkan massa ke titik tertentu. Secara matematis, besar energi potensial gravitasi sanggup dihitung dengan rumus berikut:

Ep = W = -G M . m
r

Keterangan :
Ep = energi potensial gravitasi (J)
W = bisnis untuk memindahkan massa (J)
G = tetapan gravitasi (N m2/kg2)
M = massa benda pertama (kg)
m = massa benda kedua (kg)
r = jarak benda (m).

Rumus di atas secara umum dipakai untuk memilih energi potensial dua benda bermassa M dan m yang berjarak r satu sama lain. Tanda negatif pada rumus tersebut menunjukkan bahwa gaya gravitasi yang bekerja pada benda merupakan gaya tarik.

Baca Juga:   Menentukan Ketinggian Dan Jarak Maksimum Gerak Parabola

Tanda negatif juga membuktikan bahwa untuk memindahkan benda bermassa m ke titik yang jauh tak tersampai lalu dibutuhkan bisnis atau energi sebesar GM.m/r. Ketika sebuah benda dipindahkan pada ketinggian h di bersahabat permukaan bumi  (R >> h), maka energi potensial gravitasinya sanggup dihitung dengan rumus berikut:

Ep = m.go.h

Keterangan:
Ep = energi potensial gravitasi (J)
m = massa benda (kg)
go = percepatan gravitasi di permukaan (m/s2)
h = ketinggian benda (m).

Contoh soal :
Sebuah pesawat antariksa akan diluncurkan dari permukaan bumi. Jika massa pesawat tersebut merupakan 1 ton, jari-jari bumi 6,38 x 106 m dan massa bumi 5,98 x 1024 kg, maka tentukanlah besar energi potensial pesawat dikala berada di permukaan.

Pembahasan :
Dik : m = 1 ton = 1.000 kg, M = 5,98 x 1024 kg, R = 6,38 x 106 m
Dit : Ep = … ?

Energi potensial gravitasi pesawat:

⇒ Ep = -G M . m
R
⇒ Ep = -(6,67 x 10-11) (5,98 x 1024)(103)
6,38 x 106

⇒ Ep = -6,3 x 10-10 J.

#2 Energi Potensial untuk Sistem Dengan Beberapa Partikel

Jika pada suatu sistem terdiri dari sedikit partikel, maka besar energi potensial gravitasi di suatu titik akan sama dengan jumlah dari energi potensial dari benda-benda di sekitarnya. Misal tiga buah benda diletakkan pada sudut-sudut segitiga sama sisi, maka besar energi potensial sistem tersebut sanggup dihitung dengan rumus berikut:

Ep = Ep12 + Ep13 + Ep23

Keterangan:
Ep = energi potensial gravitasi sistem (J)
Ep12 = energi potensial oleh benda pertama dan kedua (J)
Ep13 = Energi potensial oleh benda pertama dan ketiga (J)
Ep23 = energi potensial oleh benda kedua dan ketiga (J)

Contoh soal :
Tiga buah patikel diletakkan di sudut-sudut segitiga sama sisi yang sisinya 1 m menyerupai terlihat pada gambar di bawah ini.

 Energi potensial gravitasi merupakan energi bisnis yang dibutuhkan untuk memindahkan massa da MENENTUKAN ENERGI POTENSIAL GRAVITASI DAN POTENSIAL GRAVITASI

Jika massa benda pertama, kedua, dan ketiga berturut-turut merupakan 2 kg, 4 kg, dan 3 kg, maka tentukan besar energi potensial sistem tersebut!

Baca Juga:   Perbandingan Berat Benda Di Dua Planet Yang Berbeda

Pembahasan :
Dik : m1 = 2 kg, m2 = 4 kg, m3 = 3 kg, r = 1 m
Dit : Ep = … ?

Energi potensial gravitasi sistem:
⇒ Ep = Ep12 + Ep13 + Ep23

⇒ Ep = -G( m1.m2  + m1.m3  + m2.m3 )
r12 r13 r23

Karena jarak ketiga partikel tersebut sama (r = 1 m), maka:
⇒ Ep = -G/r (m1.m2 + m1.m3 + m2.m3)
⇒ Ep = -G (m1.m2 + m1.m3 + m2.m3)
⇒ Ep = -(6,67 x 10-11) (2 . 4 + 2 . 3 + 4 . 3)
⇒ Ep = -(6,67 x 10-11) (8 + 6 + 12)
⇒ Ep = -(6,67 x 10-11) (26)
⇒ Ep = -1,7 x 10-9 J.

#3 Rumus Potensial Gravitasi

Secara matematis, potensial gravitasi sanggup diartikan sebagai hasil bagi energi potensial gravitasi terhadap massa. Besar potensial gravitasi sama dengan besar energi potensial dibagi massa. Potensial gravitasi pada sebuah benda yang terletak pada jarak r dari massa M merupakan:

V = Ep/m = -G M
r

Keterangan:
V = potensial gravitasi (J/kg)
Ep = energi potensial gravitasi (J)
M = massa benda pertama (kg)
m = massa benda kedua (kg)
r = jarak benda (m).

Potensial gravitasi merupakan besaran skalar. Jika pada suatu sistem terdapat sedikit benda, maka otensial gravitasi di suatu titik akan sama dengan penjumlahan potensial gravitasi dari tiap benda yang ada. Secara matematis ditulis sebagai berikut:

Vt = V1 + V2 + V3 + … + Vn

Keterangan :
Vt = potensial gravitasi di suatu titik (J/kg)
V1 = potensial gravitasi oleh benda pertama (J/kg)
V2 = potensial gravitasi oleh benda kedua (J/kg).

CONTOH TERKAIT

  • Energi Total
    Sebuah satelit yang bermassa 400 kg mengorbit pada ketinggian R di atas permukaan bumi. Jika R merupakan jari-jari bumi dan nilainya merupakan 6,38 x 106 m, maka energi total satelit tersebut merupakan …
    A. -6,25 x 109 Joule
    B. -6,55 x 109 Joule
    C. -6,25 x 1010 Joule
    D. -6,25 x 10-9 Joule
    E. -6,55 x 10-9 Joule

You may also like