Name: Usaha oleh Gaya Non-konservatif: Kasus Gaya Gesek
Uploaded: 2023-08-16

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas tentang usaha oleh gaya non-konservatif, dengan fokus pada kasus gaya gesek. Gaya gesek merupakan contoh dari gaya non-konservatif yang mengubah energi kinetik menjadi energi termal, tidak melakukan konservasi energi pada sistem. Perubahan energi mekanik sangat tergantung pada usaha dari gaya non-konservatif, dimana jika hanya ada gaya konservatif maka energi mekanik akan kekal. Gaya gesek tidak merupakan gaya konservatif sehingga tidak terlihat dari perubahan energi kinetik atau potensial. Perhitungan usaha gaya non-konservatif dilakukan dengan mengalikan gaya dengan perpindahan, dengan perhatian pada arah gaya yang berlawanan dengan perpindahan.

Melanjutkan dari video yang sebelumnya, lalu dimana tempat kaya non konservatif?

Oke, saya sudah menjelaskan bahwa salah satu contoh kaya non konservatif adalah gaya eksternal

atau gaya apapun yang memang diberikan secara khusus oleh pemberi gaya dari eksternal, tidak berada pada internal benda

sehingga benda itu mengalami perpindahan tempat.

Contohnya kalau anda bisa lihat disini, saya gambarkan ada gaya F yang bekerja.

Tapi kita juga sudah mempelajari bahwa ada satu gaya tahan lain selain dari gaya normal

ketika suatu benda berada pada permukaan, suatu permukaan yaitu adanya gaya gesek.

Dan sifat gaya gesek, dia akan menahan, artinya dia akan selalu berlawanan arah dengan arah gerak.

Nah, sederhananya mungkin anda bisa melihat disini gaya gesek itu hampir sama seperti gaya pegas

dimana ketika pegas ditekan maka dia akan punya gaya pemulih kebalikannya.

Kalau dia ditarik juga akan ada gaya pemulih kebalikannya.

Tapi bedanya, gaya gesek ini bukanlah gaya pemulih.

Jadi ketika, misalnya anda lihat di kasus pertama ya, ketika balok diberi gaya luar F

sehingga kemudian balok ini bisa bergerak di atas selintasan yang kasar

maka akan muncul gaya gesek kinetik, sebenarnya disini saya tulis gaya gesek saja.

Nah, ketika gaya gesek ini muncul, yang terjadi adalah

gaya gesek ini tidak menyimpan atau tidak melakukan konservasi energi

pada sistem gayanya, tapi mengubah energi yang ada dari geraknya ini atau usahakannya

merubah menjadi energi termal atau permukaannya jadi panas.

Secara detail, kita mungkin tidak akan terlalu investigasi mengapa dia jadi panas atau apapun

tapi anda bisa bayangkan ketika dua permukaan bergeser, maka gesekan antar molekul tersebut

akan menghasilkan gerak molekul di antara mereka berdua naik

sehingga akan menjadi disitu temperaturnya naik atau istilahnya

ada konversi gaya kontak tadi menjadi energi termal.

Sederhananya, ketika kita mendorong atau perjalanannya dikembalikan ke arah yang berlawanan

energi dari gaya pegas yang sudah diubah ke bentuk energi termal itu

sudah tidak bisa lagi diakses untuk dikembalikan ke perjalanan ke arah sebaliknya.

Sehingga perjalanan ke arah satu dengan perjalanan ke arah dua

itu dapat memberikan besar usaha yang berbeda atau tidak selalu sama.

Karena energi yang hilang dari gerak ini itu tidak bisa kita kembalikan lagi.

Tidak seperti pegas, ketika ditarik dia akan bisa memberikan gaya pemuli tapi gaya gesek itu tidak.

Artinya gaya gesek itu bukan merupakan salah satu gaya konservatif.

Artinya adanya gaya gesek itu tidak secara langsung bisa dilihat dari perubahan energi kinetik

maupun energi potensial seperti video sebelumnya.

Artinya gaya gesek juga salah satu yang perlu kita hitung sebagai gaya eksternal

atau di sini kita bisa tulis secara lengkap hubungan usaha dengan energi

bahwa perubahan energi kinetik ditambah energi potensial atau perubahan energi mekanik

itu sangat bergantung kepada akan sama dengan adanya usaha dari non konservatif atau tidak.

Artinya jika tidak ada gaya non konservatif yang bekerja pada benda

atau gaya yang bekerja pada benda hanya gaya konservatif saja

maka perubahan energi mekaniknya akan sama dengan nol

atau kita bisa sebut energi mekaniknya kekal.

Karena Anda bisa bayangkan tidak ada penyebab atau sumber energi

yang datang dari luar hanya ada di dalam saja

maka semestinya tidak akan ada perubahan keadaan yang melebihi keadaan awal dari bendanya.

Sedangkan kalau ada gaya non konservatif diberikan kepada suatu benda

maka besar dari gaya eksternal ini akan mengubah perubahan energi mekanik.

Contohnya secara umum kita bisa lihat di sini misalkan ada sebuah balok

sebuah balok di sini diberikan gaya F dan dia berada di atas pelukan kasar

yang istilahnya dengan koefisien gesek tertentu.

Ketika dia berjalan kesana artinya dia akan mengalami gaya gesek

lalu bagaimana bila dia berpindah dari titik awal ke titik akhir menempuh jarak D

Karena F dan FK ini adalah gaya non konservatif

dan cara mengerjakan atau menghitung gaya non konservatif

itu sama saja seperti mencari usaha seperti biasa

hanya gayanya adalah gaya non konservatif.

jadi karena gaya dikaitkan dengan permindahannya adalah D

sedangkan FK itu berlawanan arah dengan D.

Dan Anda nanti akan bisa bertemu dengan banyak gaya eksternal lain

ya bisa jadi gaya yang pernah Anda lihat di soal sebelumnya

dengan sudut elevasi tertentu dari horizontal

atau Anda bisa sebut saja atau bisa bayangkan

Tapi sebenarnya F kita untuk mencari usahanya

Karena FK akan selalu berlawanan arah dengan perpindahan

maka kita akan dapatkan antan dan negatif di sini.

balok itu tidak mengalami perubahan posisi ketinggian.

sedangkan persempatan energi potensial gravitasinya

itu bergantung pada posisi atau jarak dari permukaan bumi.

perubahan energi potensialnya akan sama dengan 0.

Sehingga yang terpisah hanya energi kinetik.

maka semestinya selisih dari usaha non konservatif

akan sama dengan perubahan energi kinetik.