Perbedaan Energi Potensial dan Energi Kinetik

Energi Kinetik dan Energi Potensial

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda dengan sifat gerakannya. Energi potesial adalah energi yang dimiliki oleh benda dengan sifat posisi atau keadaannya. Sementara energi kinetik suatu objek relatif terhadap keadaan objek lain pada lingkungannya, energi potensial sama sekali independen terhadap lingkungannya. Karenanya, percepatan suatu objek tidak nyata pada gerakan satu objek, dimana objek lain pada lingkungan yang sama juga bergerak. Sebagai contoh, sebuah peluru bergerak melewati seseorang yang berdiri memiliki energi kinetik, tetapi peluru itu tidak memiliki energi kinetik terhadap kereta yang bergerak bersamaan dengannya.

Tabel Perbandingan

Energi KinetikEnergi Potensial
DefinisiEnergi dari benda atau sistem dalam hal gerakan benda atau partikel dalam sistem.Energi potensial adalah energi yang disimpan dalam sebuah objek atau sistem karena posisi atau konfigurasinya.
Relasi terhadap lingkunganEnergi kinetik suatu objek relatif terhadap objek diam dan bergerak pada lingkungan terdekatnya.Energi potensial tidak relatif terhadap lingkungan suatu objek.
Sifat dapat ditransferEnergi kinetik bisa ditransfer dari satu objek bergerak ke yang lain, katakan, dalam tumbukanEnergi potensial tidak bisa ditransfer.
ContohAir mengalir, seperti ketika jatuh dari air terjunAir di puncak air terjun sebelum akan jatuh
SI UnitJoule (J)Joule (J)
Faktor yang menentukanKecepatan dan massaTinggi atau jarak dan massa

Interkonversi Energi Kinetik Dan Potensial

Hukum konservasi energi menyatakan bahwa energi tidak bisa dimusnahkan tetapi hanya bisa dipindahkan dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Ambil contoh klasik dari bandul sederhana. Seiring bandul berayun, badan yang tergantung bergerak lebih tinggi dan karena posisinya energi potensial meningkat dan mencapai maksimum pada puncaknya. Seiring bandul mulai ayunannya ke bawah, energi potensial yang disimpan diubah menjadi energi kinetik.

Ketika  per direnggangkan ke satu sisi, per mendesak gaya ke sisi lainnya supaya bisa kembali ke keadaan awal. Gaya ini disebut gaya pemulihan dan bertindak untuk membawa objek dan sistem ke posisi level energi rendah. Gaya tang diperlukan untuk merenggangkan per disimpan di dalam logam sebagai energi potensial. Ketika per dilepas, energi potensial yang disimpan diubah ke dalam energi kinetik oleh gaya pemulihan.

Ketik massa apapun diangkat, gaya gravitasi bumi (dan gaya pemulihan dalam kasus ini) bertindak untuk membawanya turun kembali. Energi yang diperlukan untuk mengangkat massa disimpan sebagai energi potensial karena posisinya. Ketika massa terjatuh, energi potensial diubah ke energi kinetik.

Etimologi

Kata “kinetik” berasal dari bahasa Yunani kinesis, yang berarti “gerakan”. Istilah “energi kinetik” dan “kerja”, seperti yang dipahami dan digunakan sekarang, berasal dari tahun abad ke 19. Secara khusus, “energi kinetik” dipercaya ditemukan oleh Willian Thomson (Lord Kelvin) sekitar 1850.

Istilah “energi potensial” ditemukan oleh Willian Rankine, seorang ahli fisika dan insinyur Skotlandia yang berkontribusi pada beragam sains, termasuk termodinamika.

Tipe Energi Kinetik Dan Energi Potensial

Energi kinetik bisa diklasifikasikan menjadi dua tipe, tergantung pada tipe objeknya:

  • Energi kinetik translasi
  • Energi kinetik rotasi

Benda tidak berotasi rigid memiliki gerakan lurus. Karenanya, energi kinetik translasi merupakan energi kinetik yang dimiliki oleh objek yang bergerak pada garis lurus.Energi kinetik dari objek tergantung momentumnya (hasil dari massa dan kecepatan, p = mv dimana m adalah massa dan v adalah kecepatan). Energi kinetik terkait dengan momentum melalui relasi E =p2/2m dan karenanya energi kinetik tranlasi dihitung sebagai E= ½ mv2. Benda rigid yang berotasi sepanjang pusat massanya memiliki energi kinetik rotasi. Energi kinektik rotasi dari benda yang berputar dihitung sebagai total energi kinetik dari bagian bergerak yang berbeda. Benda yang bergerak juga memiliki energi kinetik. Atom dan molekul di dalamnya berada pada gerakan konstan. Energi kinetik dari benda merupakan ukuran suhunya.

Energi potesial diklasifikasikan tergantu pada gaya pemulihan yang bisa diterapkannya.

  • Energi potensial gravitasi – energi potensial dari suatu objek yang terkait dengan gaya gravitasi. Sebagai contoh, ketika sebuah buku diletakkan di atas meja, energi yang dibutuhkan untuk menaikkan buku dari lantai dan energi yang dimiliki buku akibat posisinya yang ditinggikan pada meja adalah energi potensial dan gravitasi. Di sini gravitasi merupakan gaya pemulihnya.
  • Energi potensial elastik – energi yang dimiliki tubuh elastis seperti panah dan ketapel ketika direnggangkan dan diubah bentuknya pada satu arah merupakan energi potensial elastis. Gaya pemulih ada elastisitas yang bertindak pada arah berlawanan.
  • Energi potensial kimia – energi yang terkait dengan susunan atom dan molekul pada suatu struktur merupakan energi potensial kimia. Energi kimia dimiliki oleh substansi akibat potensi yang dimilikinya untuk mengalami perubahan kimiawi dengan mengambil bagian dalam reaksi kimia adalah energi potensial kimia substansi. Ketika bahan bakar digunakan, sebagai contoh, energi kimia disimpan di dalam bahan bakar dan diubah untuk menghasilkan panas.
  • Energi potensial listrik – energi yang dimiliki suatu objek dengan sifat muatan listrik adalah energi potensial listrik. Ada dua tipe – energi potensial elektrostatik dan energi potensial elektrodinamik atau energi potensial magnet.
  • Energi potensial nuklir – energi potensial yang dimiliki oleh partikel (neutrons, protons) di dalam inti atom adalah energi potensial nuklir. Sebagai contoh, fusi hidrogen di dalam matahari mengubah energi potensial yang disimpan di dalam matahari ke dalam energi cahaya.

Aplikasi

  • Roller coaster di taman hiburan mulai dengan pengubahan energi kinetik menjadi energi potensial gravitasi.
  • Energi potensial gravitasi menjaga plane-planet pada orbitnya mengelilingi matahari.
  • Proyektil yang dilempar oleh trebuchet menggunakan energi potensial gravitasi.
  • Pada kendaraan luar angkasa, energi kimia digunakan untuk lepas landas yang mana energi kinetik bertambah untuk mencapai kecepatan orbital. Energi kinetik yang didapat tetap konstan sementara di dalam orbit.
  • Energi kinetik yang diberikan untuk memberi isyarat bola dalam permainan billiard dipindahkan ke bola lain melalui tumbukan.

Referensi:

Comments

comments