Gaya Konservatif & Gaya Non Konservatif ǀ Pengertian, Ciri, Contoh, & Cara Analisisnya

Kita telah mengenal istilah sistem terisolasi, sistem tak terisolasi, energi potensial, energi kinetik, energi mekanik, energi internal. Sekarang, kita akan membahas pengertian gaya konservatif dan non konservatif, ciri, contoh, dan cara analisisnya.

Baca sebelumnya : Energi Potensial Pegas & Energi Kinetik Pegas ǀ Pengertian, Persamaan, dan Grafik Energi

GAYA KONSERVATIF

Gaya konservatif adalah gaya yang dilakukan pada sistem dengan ciri-ciri sebagai berikut :

Usaha yang dilakukan gaya konservatif pada partikel bergerak bergantung lintasannya, yaitu titik awal dan titik akhir partikel (bukan kerumitan lintasannya).
Usaha partikel bergerak akan benilai nol, jika titik awal dan titik akhir partikel sama.

Contoh gaya konservatif adalah gaya gravitasi, gaya elektrostatis, gaya magnet, dan gaya elastisitas pegas. Saat kita menemui gaya konservatif pada sistem terisolasi, kita akan menemukan energi potensial dan kekekalan energi mekanik.

Sebuah bola bowling dijatuhkan dari ketinggian 5 meter dari permukaan tanah kemudian ia terjatuh sampai di ketinggian 1 meter. Perubahan energi potensial dan usaha bola akan sama dengan bola bowling yang digelindingkan di atas bidang miring licin dari ketinggian 5 meter ke 1 meter. Hanya waktu dari keduanya yang berbeda.

GAYA NON KONSERVATIF

Gaya non konservatif adalah gaya yang dilakukan pada sistem dengan ciri-ciri sebagai berikut :

Usaha yang dilakukan gaya non konservatif pada partikel bergerak bergantung lintasannya, yaitu kerumitan lintasannya.
Usaha partikel bergerak akan benilai tidak nol, walau titik awal dan titik akhir partikel sama.

Contoh gaya non konservatif adalah gaya gesek, gaya normal, gaya hambat udara atau medium, gaya tegang tali, gaya tarikan atau dorongan, gaya motor atau roket. Saat kita menemui gaya non konservatif pada sistem, otomatis sistem tersebut tidak terisolasi.

Kekekalan energi akan tetap ada tetapi tidak dengan kekekalan energi mekanik. Hal ini dapat terjadi karena energi dapat melewati batas sistem. Energi dapat diubah menjadi energi internal, energi buangan.

Sebuah partikel (benda dimisalkan sebagai partikel) bergerak di atas permukaan yang kasar. Usaha yang dilakukan partikel dengan lintasan lebih panjang akan lebih besar dibanding lintasan yang pendek. Hal ini terjadi karena pengaruh gaya gesek kinetik permukaan terhadap partikel gerak.

APAKAH GAYA SENTRIPETAL KONSERVATIF?

Bagaimana dengan gaya sentripetal? Kita harus analisis kata sentripetal. Gaya sentripetal adalah gaya yang bekerja pada benda bergerak dalam lintasan melingkar dengan arah selalu menuju pusat lingkaran. Hal ini dapat berwujud gaya tegang tali atau gaya lain berupa gaya berat (benda bergerak melingkar secara vertikal).

Jika gaya sentripetal dalam pembahasan adalah gaya berat dan gaya sentripetal tanpa tali, maka keduanya adalah konservatif. Lah, kok bisa? Ingat! Gaya yang membuat dia melingkar adalah gaya tarik ke pusat rotasi atau gravitasi.

Hal yang sama terjadi saat kita menggunakan tali (tak bermassa, tak elastis, tak memiliki gaya gesek) dalam gerak melingkar. Ia adalah gaya konservatif. Walau usaha di tiap titiknya adalah nol karena gaya sentripetal tegak lurus dengan arah lintasannya. Bukankah gaya tegang tali itu non konservatif?

Yang dimaksud gaya tegang tali adalah non konservatif, jika yang bekerja padanya adalah gaya non konservatif juga, seperti gaya tarik, gaya dorong, gaya gesek internal.

Baca selanjutnya : Hubungan Usaha, Energi, dan Gaya (Konservatif) Sumbu x dan y ǀ Turunan, Integral, & Persamaan

Pengertian gaya konservatif atau non konservatif bergantung pada gangguan atau gaya lain yang bekerja padanya. Cirinya adalah muncul gaya hambat, gaya gesek, gaya dorong atau tarik yang bersifat kontinu.

Itulah penjelasan tentang pengertian, ciri, contoh dan analisis gaya konservatif dan gaya non konservatif.