Gaya Konservatif
Gaya konservatif adalah gaya yang bekerja pada sebuah partikel saat bergerak dari satu titik ke titik lain, sehingga gaya tersebut tidak tergantung pada jalur yang dilalui oleh partikel. Gaya ini hanya tergantung pada posisi awal dan akhir partikel. Gaya gravitasi dan gaya pegas elastis adalah dua contoh dari gaya konservatif.
Apa itu Gaya Konservatif?
Sesuai dengan namanya, gaya konservatif mempertahankan energi. Ini mengikuti hukum kekekalan energi. Banyak gaya di alam yang kita ketahui seperti gaya magnetik, elektrostatik, gravitasi, dll. adalah beberapa contoh gaya konservatif. Mari kita pahami konsep ini lebih baik dengan bantuan contoh berikut.
Gambar 1. Gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah partikel
Dalam gambar yang diberikan, gaya gravitasi yang bekerja pada partikel memiliki magnitudo yang sama dengan mg, di mana m adalah massa zat dan g adalah percepatan akibat gravitasi. Partikel bergerak dari titik A ke titik B, dan perpindahan vertikalnya diberikan oleh Δh. Kurva biru dalam gambar tersebut mewakili jalur sembarang yang ditempuh oleh benda karena pengaruh gaya lain yang bekerja pada benda atau partikel tersebut. Tetapi jalur sembarang tersebut tidak dipertimbangkan oleh gaya gravitasi karena tidak terpengaruh olehnya dan oleh karena itu dapat diperlakukan secara independen. Gaya gravitasi hanya bergantung pada perpindahan vertikal.
Total kerja yang dilakukan oleh gravitasi pada benda diberikan sebagai berikut:
Dimana,
Δh adalah perbedaan antara posisi akhir (di titik B) dan posisi awal (di titik A)
g adalah percepatan akibat gravitasi
m adalah massa benda
Tidak peduli seberapa rumit jalur yang ditempuh oleh partikel, kita dapat dengan mudah mengetahui kerja yang dilakukan oleh gravitasi pada partikel menggunakan ekspresi di atas hanya dengan mengetahui perpindahan vertikal. Dari hal ini, kita dapat menyimpulkan bahwa gaya gravitasi tidak tergantung pada jalur yang diambil tetapi hanya bergantung pada posisi awal dan akhir. Oleh karena itu, gaya gravitasi adalah gaya konservatif.
Sifat-sifat Gaya Konservatif
Jika sebuah gaya memiliki sifat-sifat berikut, maka dikatakan bahwa itu adalah gaya konservatif.
- Ketika gaya hanya tergantung pada posisi awal dan akhir terlepas dari jalur yang dilalui.
- Pada setiap jalur tertutup, kerja yang dilakukan oleh gaya konservatif adalah nol.
- Kerja yang dilakukan oleh gaya konservatif dapat dibalikkan.
Apa itu gaya Non-Konservatif?
Gaya non-konservatif adalah gaya di mana kerja yang dilakukan tergantung pada jalur yang diambil. Gaya gesekan adalah contoh gaya non-konservatif. Suatu gaya dikatakan sebagai gaya non-konservatif jika menyebabkan perubahan energi mekanik, yang tidak lain adalah jumlah energi potensial dan kinetik. Kerja yang dilakukan oleh gaya non-konservatif menambah atau mengurangi energi mekanik. Misalnya, ketika terjadi kerja oleh gesekan, energi termal terbuang. Energi yang hilang tidak dapat sepenuhnya dipulihkan.
Sifat-sifat Gaya Non-Konservatif
Gaya non-konservatif memiliki sifat yang berlawanan dengan gaya konservatif. Sifat-sifatnya adalah sebagai berikut:
- Gaya tersebut bergantung pada jalur, sehingga juga tergantung pada posisi awal dan akhir.
- Pada setiap lintasan tertutup, total kerja yang dilakukan oleh gaya non-konservatif tidak nol.
- Kerja yang dilakukan oleh gaya non-konservatif bersifat tidak reversibel.