Gaya Konservatif dan Non Konservatif : Pengertian, Perbedaan dan Contoh Dalam Kehidupan

Zsmart.id - Gaya konservatif dan gaya non konservatif merupakan dua hal yang tidak bisa dilepaskan ketika kita mempelajari konsep tentang gaya. Pada materi ini, kita akan mempelajari tentang pengertian, jenis dan perbedaan dari gaya konservatif dan non konservatif. 

Pengertian Gaya Konservatif dan Non Konservatif

Gaya Konservatif

Dalam memahami pengertian mengenai gaya konservatif, mari kita kembali menggunakan konsep usaha. Berdasarkan buku Fundamental of Phyics : Second Edition oleh Halliday dan Resnick (1987) konsep gaya konservatif dapat kita dekati dengan pendekatan berikut.  Bayangkan kita memiliki sebuah pegas yang diletakkan secara horisontal pada bidang mendatar yang licin. Kemudian, pegas tersebut ditumbukkan dengan balok bermassa m yang bergerak dengan kecepatan v. Maka, pegas akan mengalami gaya tertentu sebesar F sehingga pegas memanjang sejauh x dari titik keseimbangannya dan pegas akan mengalami pergerakan maju dan mundur yang memenuhi persamaan Hooke :

di mana k merupakan konstanta pegas (N/m). Pada sistem ini, kita asumsikan massa benda jauh lebih besar dari massa pegas sehingga energi kinetik pegas dapat diabaikan dan hanya berpusat pada massa saja. Lebih lanjut, kita akan membahas mengenai pergerakan massa tersebut. 

Ketika balok tersebut menumbuk pegas yang diam, maka laju dan energinya akan berkurang sebagai akibat adanya gaya pada pegas hingga balok berhenti. Di sisi lain, pada saat yang sama, pegas akan tertekan lalu diam bersamaan dengan massa balok yang mengenainya. Istilah ini biasa disebut pegas mengalami kompresi. Sesaat setelahnya, pegas akan memanjang lagi dan mendorong balok tersebut dengan kecepatan v namun pada arah yang berbeda. Sehingga, balok mendapatkan laju dan energi yang sama seperti saat balok menumbuk pegas. Sehingga jelas bahwa kemampuan usahanya sama untuk setiap proses. Gaya inilah yang disebut sebagai gaya konservatif. Contoh lain dari gaya konservatif adalah gaya gravitasi. Energi kinetik pada saat kita melempar bola ke atas akan sama dengan energi kinetik pada saat bola kembali ke tangan kita (hambatan udara diabaikan).

Gaya Non Konservatif

Sama halnya dengan pengandaian di atas, kali ini kita menaruh sebuah pegas masih secara horisontal tetapi berada pada bidang mendatar yang kasar. Sehingga, bidang akan memberikan gaya hambatan berlawanan dengan arah gerak pegas yang besarnya fg. Gaya hambatan yang berupa gaya gesek ini akan menyebabkan energi kinetik balok akan berkurang hingga balok berada pada posisi semula atau seimbangnya. Sehingga, kemampuan melakukan usahanya akan berbeda dan menyebabkannya menjadi tidak kekal. Sehingga dinyatakan sebagai gaya non konservatif. Contoh lain dari gaya non konservatif adalah gaya induksi betatron. Pada betatron, elektron dalam keadaan akhirnya tidak mengalami pengurangan energi kinetik melainkan energi kinetiknya bertambah. 

Perbedaan Gaya Konservatif dan Non Konservatif

Berdasarkan penjelasan di atas mengenai pengertian dari masing-masing gaya ini, maka kita dapat membuat definisi yang berisikan perbedaan keduanya yakni :

Suatu gaya dikatakan konservatif apabila usaha yang dilakukan oleh gaya pada suatu benda yang bergerak pada lintasan sembarang hingga kembali ke titik awal akan bernilai nol. Suatu gaya dikatakan non konservatif apabila besar usaha yang dilakukan pada benda tersebut tidak bernilai nol.

Untuk lebih memahami mengenai hal ini, mari kita parhatikan ilustrasi berikut. 

Misalkan suatu benda bergerak dari titik a ke b melalui lintasan 1 lalu kembali ke titik a melalui lintasan 2. Jika gaya yang ditinjau merupakan gaya konservatif, maka usaha totalnya akan bernilai nol.

Untuk gaya non konservatif, seperti gaya gesek, usaha yang dilakukan sangat bergantung terhadap lintasan yang ditempuh. Misal kita mendorong benda pada berbagai lintasan kasar dengan bentuk lintasan yang berbeda, maka usaha yang dilakukan akan berbeda untuk memindahkan benda tersebut dari titik a ke titik b. Maka, dapat dituliskan juga bahwa :

Suatu gaya dikatakan sebagai gaya konservatif ketika besar usaha yang dilakukan hanya bergantung pada titik awal dan akhir dan tidak bergantung lintasan. Sedangkan pada gaya non konservatif usaha yang dilakukan bergantung pada lintasan yang ditempuh.

Berdasarkan penjelasan di atas, maka kita telah mengetahui terkait pengertian, perbedaan dan contoh penerapan dalam kehidupan mengenai gaya konservatif dan non konservatif. Semoga informasi ini bermanfaat !

Share :