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

Video ini membahas tentang usaha oleh gaya pegas. Gaya pegas memberikan gaya pemulih yang selalu berlawanan dengan perubahan panjang yang dialami. Berbeda dengan gaya gesek, gaya pegas merupakan gaya pemulih yang akan mengembalikan benda ke posisi semula saat panjangnya diubah. Usaha oleh gaya pegas dapat dihitung dengan rumus minus setengah KX kuadrat, dimana K adalah gaya pemulih pegas dan X adalah perubahan panjang pegas. Konsep ini membawa kita pada pembahasan tentang energi potensial yang terkait dengan posisi pegas. Selain itu, video juga menyebutkan tentang gaya konservatif dan non-konservatif dalam konteks perubahan energi kinetik.

Baik, kita akan coba melihat satu gaya lain, yaitu gaya begas.

Kalau mungkin kita coba cek gaya gravitasi, kita bisa menemukan bahwa ada hubungan usaha itu sebanding dengan perubahan energi kinetik.

Artinya kalau kita bicara soal perubahan energi kinetik satu benda, dia akan berkaitan dengan usaha yang lain.

Gaya tegangan tali, gaya gesek mungkin akan sedikit tricky, maka saya akan perkenalkan satu gaya lain, yaitu gaya begas.

Jadi Anda bisa bayangkan, disini adalah begas atau slinky yang ideal,

jadi artinya ketika Anda mengaktifkan begas, sifat utama begas itu adalah ketika panjangnya diubah atau ditarik maupun ditekan,

dia akan bisa kembali ke panjang asalnya setelah melewati sekian gerak bolak-balik.

Fenomena ini akan kita pelajari saat Anda melihat video tentang torsilator harmonik.

Tapi disini Anda lihat, jika suatu begas yang ideal dengan konstanta begas dihubungkan dengan suatu benda,

benda bisa bentuknya apapun dan di bawah lantainya adalah lantai yang licin,

maka ketika sistem benda dan begas ini, begasnya ditekan ataupun ditarik, yaitu diubah panjangnya, bisa dikurangin atau ditambah,

maka benda yang terikat pada begas tersebut akan mengalami gaya pemulih,

dimana begas akan memberikan gaya pemulih berkaitan dengan perubahan panjang yang dia alami.

dimana begas, sistem yang punya sifat begas disini, itu akan memberikan gaya pemulih,

dimana gaya pemulihnya itu akan selalu berlawanan dengan perubahan panjang yang dia alami.

Jadi jika benda si begas ditekan ke dalam, maka panjangnya berkurang,

maka begas akan memberikan gaya pemulih dengan besar yang sebanding dengan X, tapi arahnya berlawanan, yaitu keluar.

Jika begasnya ditarik, maka kebalikannya, gaya pemulihnya akan kembali ke kanan.

Mirip seperti gaya gesek, tapi bedanya gaya gesek itu tidak mengembalikan istilahnya besaran usaha atau gaya atau apapun nanti kita sebut

kepada benda ketika mengalami perubahan gerak ke suatu arah.

Jadi kalau gaya gesek, ketika kita pindahkan ke arah sana, gaya gesek akan selalu ke belakang dan dia akan mengurangi persepatannya.

Sedangkan gaya pegas itu merupakan gaya pemulih, jadi kalau dikurangi panjangnya akan melawan,

Jadi ketika pertama pendek, gayanya akan membuat pegasnya kembali ke titik semula, pertama panjang.

Ketika ditambahkan panjangnya, akan kembali ke semula, pertama pendek.

Nah artinya, karena gayanya berubah terhadap posisi berada panjang dari pegas,

maka usahanya pun harus kita jumlahkan di setiap perubahan pegas.

Misalkan benda yang dikatakan pegas kita pindahkan dari titik X1 menuju XF, jadi kita dorong ya.

Maka setelah sampai di XF, pada saat dia ada di sini, benda itu akan mengalami gaya pegas ke arah kanan.

Artinya positif, sehingga kalau dia bergerak sebesar DX, maka istilahnya partisi usaha yang dialami oleh si benda,

itu akan sama dengan gaya FX didotkan dengan DX, perpindahannya.

Tapi Anda bisa lihat, kenapa muncul minus di sini?

Karena usahanya, gayanya arahnya ke kanan, tapi perpindahannya arahnya ke kiri, dan itu akan selalu terjadi.

Jadi minus akan muncul di sini, kalian X dengan DX.

Sehingga kalau kita integralkan dari XT sampai XF, kita akan dapat set minus KX mengalirkan DX,

dimana KX itu adalah gaya hook atau gaya pemulih dari pegas yang sebanding dengan perpindahan panjang pegas.

Dimana perpindahan panjang pegas bergantung pada si panjang pegas pada saat itu.

Ketika kita integralkan, kita akan dapat ekspresi ini,

dimana usaha oleh gaya pegas akan sebanding dengan minus setengah KX kuadrat.

Nah, satu hal yang agak aneh adalah, oh ini ada negatif di sini.

Karena Anda bisa lihat, di sini XI, kalau kita tinjau dari ujung sana, maka dia akan lebih panjang dibandingkan dengan XF.

Kalau kita balik ya, kita balik masalahnya,

kalau misalnya dia ditambah panjang, maka gayanya akan berarah ke sana.

Maka XI dan XF-nya pada saat kita kerjakan juga akan bersesuaian tergantung dari arahnya.

Tapi yang jadi masalah di sini adalah, ini usaha yang diberikan oleh gaya pegas,

mengubah usaha yang dilakukan oleh gaya pegas akan menyebabkan pegas itu berubah panjang dari pegasnya.

Artinya mungkin ini adalah satu bentuk energi yang lain.

Karena panjang pegas itu pada dasarnya adalah bagaimana kondisi posisi pegas berada.

Ini kita akan masuk ke bahasan selanjutnya nanti tentang energi dipandang dari posisinya, yaitu tentang energi potensial.

Sebelum kita masuk ke situ, ini sebagai contoh kita hold dulu nanti,

kita akan bahas tentang kenapa ada gaya gravitasi yang menyebabkan perubahan energi kinetik di sana,

tapi ada gaya yang lain di sini, atau mungkin gaya gesek yang lain yang menyebabkan sesuatu berbeda seperti gaya pegas.

Jadi akan ada pembahasan tentang gaya konservatif dan gaya non-konservatif.