Hubungan Usaha Dan Energi Potensial Gravitasi

Misalnya sebuah balok bermassa m diikat pada seutas tali dan tali digulung pada suatu katrol licin. Anggap katrol dan tali tak bermassa. Balok mula-mula berada pada ketinggian h₁, beberapa saat kemudia balok berada pada ketinggian h₂.

Turunnya balok disebabkan adanya tarikan gaya gravitasi. Besarnya usaha gaya gravitasi sama dengan gaya gravitasi (m g) dikalikan dengan perpindahan (h₁ – h₂). Secara matematis ditulis sebagai berikut.

W = mg (h₁ – h₂)
W = mgh₁ – mgh₂
W = E_p1 – E_p2
W = (E_p1 – E_p2)

W = – ΔEp

Dengan ΔE_p merupakan negatif perubahan energi potensial gravitasi. Besarnya energi potensial grabvitasi sama dengan energi potensial akhir dikurangi energi potensial mula-mula ( ΔEp = E_{p akhir} – E_{p awal}). Persamaan ini menyatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi sama dengan minus perubahan energi potensial gravitasi.

Perhatikan gambar diatas, energi potensial gravitasi pada umumnya terjadi pada benda jatuh bebas atau memiliki lintasan yang lurus. Untuk bidang melingkar dan bidang miring, persamaan energi potensial gravitasinya adalah sebagai berikut.

Untuk bidang melingkar :
E_pA = m g h = m g R    dan    E_pB = 0

Untuk bidang miring :

E_pA = m g h = m g s sin α    dan    E_pB = 0

Begitulah sedikit penjelasan tentang hubungan usaha dan energi potensial.

Sumber : Fisika Zone