Pernah dengar tentang Energi Potensial Pegas? Pada artikel ini kamu berkesempatan untuk mengenal apa itu Energi Potensial Pegas dan rumusnya. Bukan hanya itu, kamu juga dapat menguji kemampuan diri melalui contoh soal energi potensial yang ada dalam artikel ini. Yuk baca sampai tuntas!
Apa Itu Energi Potensial Pegas (EP Pegas)?
Secara sederhana, energi potensial pegas dapat diartikan sebagai energi yang dibutuhkan untuk meregangkan ataupun memampatkan pegas.
Jadi, pada saat pegas dalam kondisi teregang maupun tertekan, maka sebenarnya pegas menyimpan sebuah energi, yakni energi potensial pegas. Besar kecil nilai tersebut dipengaruhi oleh perubahan panjang pegas. Coba perhatikan persamaan / rumus berikut.
Rumus Energi Potensial Pegas
Penjelasannya sebagai berikut.
Ep = Energi potensial pegas (satuan Joule)
k = tetapan pegas (satuan N/m)
x = regangan (satuan meter)
Agar lebih memahami rumus di atas, kamu bisa mengerjakan 3 contoh soal EP pegas berikut ini.
Contoh Soal EP Pegas dan Pembahasannya
Contoh Soal EP Pegas 1
Terdapat sebuah pegas dengan tetapan 400 N/m. Pegas tersebut berfungsi sebagai pelontar peluru yang memiliki massa 1000 g. Jika seseorang menekan pegas sejauh 10 cm, maka berapakah kecepatan peluru?
Jawaban
Untuk mengerjakan soal ini kamu bisa menggunakan konsep berikut.
Ep = Ek
Karena Ep = 1/2 kx^2 dan Ek = ½ mv^2 maka:
½ kx^2 = ½ mv^2
Seperti yang tertera di soal bahwa:
k = 400 N/m
x = 10 cm, ubah ke dalam meter sehingga x = 0,1 m
m = 1000 g, ubah ke dalam kg sehingga m = 1 kg
Selanjutnya, masukkan nilai di atas ke dalam persamaan berikut.
½ kx^2 = ½ mv^2
½ (400) (0,1^2) = ½ (1)v^2
2 = 0,5v^2
4 = v^2
√4 = v = 2 m/s
Jadi, apabila pegas ditekan sejauh 10 cm maka kecepatan peluru tersebut adalah 2 m/s.
Contoh Soal EP Pegas 2
Sebuah pegas dengan konstanta 24 N/m berfungsi sebagai pelontar peluru mainan. Pegas tersebut melontarkan peluru secara vertikal. Agar peluru yang memiliki massa 100 gram bisa mencapai ketinggian 3 meter maka tekanan yang bekerja harus bisa memampatkan pegas sebesar?
Pembahasan
Kamu bisa menggunakan konsep berikut untuk menjawab soal ini.
½ kx^2 = mgh
Perhatikan bahwasanya dalam soal tertulis:
k = 24 N/m
m = 100 g, ubah ke dalam kg sehingga m = 0,1 kg
h = 3 meter
Sementara, percepatan gravitasi (g) adalah 10 m/s^2, sehingga:
½ kx^2 = mgh
½ (24) (x^2) = 0,1 . 10 . 3
12x^2 = 3
x^2 = 3/12
x = √1/4 = ½ m
Jadi, pegas harus dimampatkan sebesar ½ meter atau 50 cm.
Contoh Soal EP Pegas 3
Jika Baki ingin meregangkan sebuah pegas sebesar 6 cm maka hal ini membutuhkan energi sebesar 50 Joule. Lalu, berapakah energi yang dibutuhkan jika Baki ingin meregangkan pegas sejauh 12 cm?
Pembahasan
Untuk menjawab soal ini kamu bisa menggunakan konsep berikut.
Dari persamaan di atas, maka kamu mengetahui bahwa energi potensial pegas sebanding dengan kuadrat regangan. Dengan demikian, maka kamu bisa menuliskan:
50 / E2 = (6 / 12)^2
50 / E2 = (½)^2
Maka,
50 = ¼ E2
50 x 4 = E2
200 = E2
Jadi, energi yang dibutuhkan untuk meregangkan pegas sejauh 12 cm adalah 200 Joule. Bagaimana, tidak sulit kan?
Itulah pembahasan mengenai energi potensial pegas, mulai dari pengertian, rumus hingga contoh soalnya. Setelah ini kamu dapat berlatih lagi dengan menyelesaikan soal-soal berkaitan dengan EP Pegas.
Selamat ya hari ini kamu sudah belajar banyak. Setelah mengerjakan dan menyimak pembahasan contoh soal energi potensial pegas di atas, bagaimana menurutmu? Apakah materi ini sulit dipelajari atau cukup mudah? Bisakah kamu menyebutkan bagian paling menarik dari materi ini? Nah, jika kamu ingin mengenal berbagai jenis energi maka kamu bisa mampir ke artikel Berbagai Jenis Energi dan Contoh Soalnya.
