Sebuah mobil yang melaju di rute yang berkelok-kelok, mungkin dengan beberapa perhentian di sepanjang jalan, akan membuat bannya aus lebih cepat daripada mobil yang menempuh jalur jalan raya yang lebih lurus dari Titik A ke B.
Ini karena ban merasakan gaya gesekan setiap saat bersentuhan dengan jalan; semakin lama perjalanannya, semakin banyak gesekan dan dengan demikian semakin banyak energi termal , atau panas , yang dihasilkan dan hilang ke lingkungan.
Panas dari gesekan tidak lagi tersedia bagi mobil untuk terus bekerja – satu-satunya cara untuk mempertahankannya adalah dengan menambahkan bahan bakar. Dengan demikian gaya gesekan yang dimiliki tidak menghasilkan energi yang tersimpan . Nyatanya, itu menghasilkan sesuatu yang berlawanan – transformasi energi dari bentuk yang lebih berguna ke bentuk yang kurang berguna.
Definisi Gaya Non-Konservatif
- Gaya non-konservatif tidak menghasilkan energi yang tersimpan .
Kerja yang dilakukan oleh gaya non-konservatif bergantung pada jalur yang diambil; semakin panjang jalurnya, semakin banyak energi panas yang dihamburkan ke lingkungan sekitarnya. Energi ini tidak dapat digunakan kembali seluruhnya (bahkan jika sebagian dipertahankan, 100 persennya tidak dapat digunakan kembali untuk pekerjaan yang lebih banyak).
Karena hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi total dalam sistem tertutup tidak dapat berubah, kerja total yang dilakukan oleh gaya nonkonservatif harus sama dengan perubahan energi mekanik sistem. Dengan kata lain, semua energi yang “hilang” dalam sistem tertutup merupakan hasil dari gaya non-konservatif .
Sebaliknya, gaya konservatif menghasilkan kerja yang menyimpan energi potensial yang dapat digunakan kembali nanti. Kerja bersih yang dilakukan oleh gaya konservatif, dan dengan demikian jumlah energi yang tersimpan, tergantung pada perpindahan total benda dalam garis lurus daripada jarak yang ditempuh – itu adalah jalur independen .
Contoh Pasukan Non-Konservatif
Gesekan dan hambatan udara (yang sebenarnya merupakan bentuk lain dari gesekan) menghasilkan energi panas, energi bunyi, dan kemungkinan deformasi permukaan, yang semuanya “hilang” dari sistem dan karena itu merupakan energi yang tidak dapat digunakan kembali.
Misalnya, saat sebuah batu besar jatuh dari tebing, ia mengalami gaya hambatan udara saat turun. Hambatan udara menghasilkan panas dan suara, keduanya bentuk energi panas yang menghilang ke lingkungan. Jadi, gaya non-konservatif terkadang disebut sebagai gaya disipatif .
Saat batu besar menyentuh tanah, gaya gesekan yang dirasakannya dengan permukaan menghasilkan lebih banyak panas dan suara, ditambah kawah besar di tanah. Batu besar tidak dapat mengembalikan panas atau suara yang hilang, tanah juga tidak akan memantul kembali ke bentuk aslinya.
Mengapa Gaya Non-Konservatif Penting
Gaya non-konservatif (dan hukum kekekalan energi) menjelaskan mengapa mesin gerak abadi tidak mungkin!
Di dunia yang penuh gesekan, energi potensial dan energi kinetik tidak selalu berubah secara rapi bolak-balik. Selama benda bergerak, sebagian dari total akan selalu diubah menjadi panas dari gaya gesek non-konservatif. Oleh karena itu, jumlah semua energi di alam semesta dalam bentuk panas selalu meningkat dan, pada akhirnya, tidak ada lagi energi berguna yang tersisa. Ini kadang-kadang disebut sebagai “kematian panas” alam semesta.
Jadi, mesin gerak abadi – atau penemuan “energi tak berujung” semacam itu – secara fisik tidak mungkin, karena tidak semua gaya bersifat konservatif.
Kekuatan Konservatif vs Non-Konservatif
Sebaliknya, gaya konservatif adalah gaya yang jumlah usaha yang dilakukan untuk bergerak dari titik A ke titik B bebas lintasan. Gaya konservatif meliputi gaya gravitasi dan gaya elastis seperti gaya pegas.
