GAYA KONSERVATIF DAN GAYA NON KONSERVATIF

Pengertian Gaya

Gaya adalah sesuatu yang berupa dorongan atau tarikan. 

Sifat-sifat gaya:

- Dapat merubah bentuk benda

- Dapat merubah posisi benda

- Dapat membuat benda dipercepat atau diperlambat

Konsep Kerja/ Usaha

Kerja/Usaha adalah suatu aktifitas gaya melepaskan energi ditandai dengan adanya perpindahan. Secara matematis kerja/usaha ($W$) adalah hasil kali gaya ($F_x$) (yang sejajar dengan perpindahan) dengan besar perpindahannya ($\mathrm{\Delta }x$), atau:

$$W=F.\mathrm{\Delta }x$$

Ditinjau dari besar usaha yang dihasilkan, gaya dibagi ke dalam dua macam, yaitu: (i) gaya konservatif dan (ii) gaya non konservatif.

Contoh gaya konservatif:

- gaya berat

- gaya pegas/elatis

- gaya coulomb

- gaya magnet

Contoh gaya non konservatif:

- gaya gesel

- gaya kontak

Bagaimanakah perbedaan konsep antara kedua gaya ini ditinjau dari usahanya? mari kita pelajari kasus berikut ini!

Lihat gambar berikut!

Gambar di atas memperlihatkan sebuah troli mini bermassa $m$ bergerak menuju rel melingkar ABCD. Mari tinjau usaha yang dihasilkan oleh gaya berat (mewakili gaya konservatif) dan usaha gaya gesek (mewakili gaya non konservatif) dari kasus gerak troli ini.

Jika A adalah kondisi awal dan D adalah kondisi akhir, maka usaha yang dilakukan gaya berat $Ww$ dari titik A ke D melalui lintasan ABCD adalah sama dengan usaha yang dilakukan gaya berat $Ww$ melalui lintasan AD, atau:

$W{w}_{ABCD}=W{w}_{AD}=-\mathrm{\Delta }EP$ 

Di mana:

$-\mathrm{\Delta }EP=-m.g.\mathrm{\Delta }h=-m.g.R$

Adapun jika troli menempuh lintasan satu linkaran utuh (ABCDA) yang artinya kembali ke kondisi awal (dari A ke A), maka usaha yang dilakukan gaya berat adalah nol, atau ($W{w}_{AA}=0$) hal ini karena tidak ada perpindahan vertikal ($\mathrm{\Delta }h=0$)

Lain halnya dengan usaha gaya gesek. dengan asumsi kondisi awal dan akhir yang sama, maka usaha gaya gesek ($W_{fges}$ ) melalui lintasan ABCD > dibandingkan usaha gaya gesek melalui lintasan AD, atau:

$W_{fge{s}_{A}BCD}>W_{fge{s}_{A}D}$

Hal tersebut dikarenakan jalur ABCD lebih banyak produksi panas/ kalor (akibat gaya gesek) dibandingkan dengan jalur AD langsung.

Dengan demikian, jika troli menempuh lintasan satu linkaran utuh (ABCDA) yang artinya kembali ke kondisi awal (dari A ke A), maka usaha yang dilakukan gaya gesek tidaklah nol, atau: ($W_{fge{s}_{A}A}\ne 0$). Hal ini karena produksi panasnya lebih banyak dibandingkan usaha gaya gesek saat benda baru menempuh separuh lintasan melingkar.

Berdasarkan contoh dua kasus gaya tersebut disimpulkan bahwa:

Karakteristik Gaya Konsevatif:

- Usaha yang dihasilkan tidak bergantung lintasan

- Usaha yang dihasilkan hanya bergantung posisi awal dan akhir

- Usaha-nya bernilai nol jika posisi awal dan akhirnya sama

Karakteristik Gaya Non Konsevatif:

- Usaha yang dihasilkan Bergantung bergantung lintasan

- Usaha-nya semakin besar jika lintasan yang dilalui benda semakin panjang

- Usaha-nya belum tentu bernilai nol meski posisi awal dan akhirnya sama