Energi Potensial Elastis

Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis (contohnya adalah busur panah) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau kompresi. Akibatnya adalah akan ditimbulkannya gaya yang akan berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Jika tekanan/renggangan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi kinetik.

Contoh: anak panah yang melesat saat dilepaskan dari busurnya; pegas dapat dipakai untuk menciptakan energi potensial elastis.

Berkenaan dengan sifat elastis pada pegas, gaya pemulih pada pegas akan berbanding lurus dengan pertambahan panjangnya. Pegas yang berada dalam keadaan tertekan atau teregang dikatakan memiliki energi potensial elastis karena pegas tidak berada dalam keadaan posisi setimbang. Perhatikanlah gambar di bawah. Gambar tersebut menunjukkan kurva hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas yang memenuhi Hukum Hooke. Jika pada saat pegas di tarik dengan gaya sebesar F₁, pegas itu bertambah panjang sebesar Δx₁. Demikian pula, jika pegas ditarik dengan gaya sebesar F₂, pegas akan bertambah panjang sebesar Δ x₂. Begitu seterusnya.

hubungan gaya dan pertambahan panjang pegas

Dengan demikian, usaha total yang diberikan untuk meregangkan pegas adalah

W = F₁Δ x₁ + F₂Δ x₂ + …

Besarnya usaha total ini sama dengan luas segitiga di bawah kurva F terhadap Δ xsehingga dapat dituliskan

W = ½ FΔ x

W = ½ (kΔ xΔ x)

W = ½ kΔ x²

Oleh karena usaha yang diberikan pada pegas ini akan tersimpan sebagai energi potensial, dapat dituliskan persamaan energi potensial pegas adalah sebagai berikut.

EP = ½ kΔ x²

Persamaan ini sering digunakan dalam perhitungan posisi kesetimbangan mekanis.  

Energi potensial pegas ini juga dapat berubah karena usaha yang dilakukan oleh gaya pegas. Besar usaha yang dilakukan oleh gaya pegas itu dituliskan dengan persamaan

W = –Δ EP