▷ Apa yang dimaksud dengan energi potensial gravitasi? (rumus)

Dalam artikel ini Anda akan mempelajari apa itu energi potensial gravitasi, cara menghitung energi potensial gravitasi, dan, sebagai tambahan, latihan yang diselesaikan untuk lebih memahami konsep tersebut.

Apa yang dimaksud dengan energi potensial gravitasi?

Energi potensial gravitasi , atau sekadar energi gravitasi , adalah energi potensial yang terkait dengan medan gravitasi. Sederhananya, energi potensial gravitasi adalah energi potensial yang diperoleh suatu benda ketika ditempatkan pada suatu titik dalam medan gravitasi.

Jadi, semakin dekat suatu benda dengan massa yang menghasilkan medan gravitasi, semakin rendah energi potensial gravitasinya. Demikian pula, semakin jauh suatu benda dari pusat medan gravitasi, semakin besar pula energi potensial gravitasinya.

Rumus energi potensial gravitasi

Energi potensial gravitasi pada suatu titik sama dengan dikurangi konstanta gravitasi universal dikalikan massa yang menciptakan medan gravitasi dikalikan massa yang terkena gaya gravitasi dibagi jarak antara kedua massa.

Dengan kata lain, rumus energi potensial gravitasi adalah:

$\displaystyle E_p=-G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r}$

Emas:

$E_p$

adalah energi potensial gravitasi, yang satuannya dalam Sistem Internasional adalah joule.
$G$

adalah konstanta gravitasi universal, yang nilainya adalah

$6,674\cdot 10^{-11} \ N\cdot m^2/kg^2$

.
$M$

adalah massa benda yang menciptakan medan gravitasi, dinyatakan dalam kilogram.
$m$

adalah massa benda yang dipengaruhi oleh medan gravitasi, dinyatakan dalam kilogram.
$r$

adalah jarak antara benda yang menimbulkan medan gravitasi dan benda yang menerima pengaruh medan gravitasi, dinyatakan dalam meter.

Contoh penghitungan energi potensial gravitasi

Setelah kita melihat pengertian energi potensial gravitasi, berikut adalah contoh konkritnya sehingga Anda dapat melihat cara menghitung besaran fisika tersebut.

Berapakah energi potensial gravitasi yang diperoleh benda bermassa 60 kg yang terletak pada jarak 80 cm dari benda bermassa 220 kg?

Untuk menentukan energi potensial gravitasi, kita perlu menggunakan rumus yang kita lihat di atas:

$\displaystyle E_p=-G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r}$

Namun untuk menggunakan rumus tersebut, semua nilai harus dinyatakan dalam satuan Sistem Internasional. Jadi sebelum melakukan perhitungan anda harus mengubah jarak menjadi meter terlebih dahulu:

$80 \ cm \div 100 =0,8 \ m$

Sekarang kita terapkan rumus energi potensial gravitasi dan menghitung nilainya:

$\begin{aligned} \displaystyle E_p&=-G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r}\\ &=-6.674\cdot 10^{-11}\cdot \cfrac{220\cdot 60 }{0.8}\\ &=-1.10 \cdot 10^{-6} \ J\end{aligned}$

Seperti yang Anda lihat, nilai energi potensial gravitasi dapat diabaikan pada massa dalam kehidupan sehari-hari.

Sifat-sifat energi potensial gravitasi

Energi potensial gravitasi mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

Energi potensial gravitasi tidak pernah bernilai positif.
Dan itu hanya bisa nol hingga tak terhingga.
Oleh karena itu, energi potensial gravitasi selalu negatif.
Selain itu, energi potensial gravitasi berkurang ketika massa semakin berdekatan.
Di sisi lain, energi potensial meningkat ketika dua massa bergerak menjauh.

Energi potensial gravitasi dan potensi gravitasi

Potensi gravitasi pada suatu titik menunjukkan usaha yang harus dilakukan suatu gaya untuk memindahkan suatu benda dengan kecepatan konstan dari tak terhingga ke titik tersebut dalam medan gravitasi.

Jadi, energi potensial gravitasi dan potensial gravitasi dihubungkan dengan rumus berikut:

$E_p=V\cdot m$

Emas:

$E_p$

adalah energi potensial gravitasi pada suatu titik, dinyatakan dalam joule.
$V$

adalah potensial gravitasi pada suatu titik yang satuannya J/kg.
$m$

adalah massa benda yang ditempatkan dalam medan gravitasi dan tempat gaya gravitasi bekerja, dinyatakan dalam kilogram.