Gaya konservatif dan gaya tidak konservatif

1. Gaya konservatif
Jika kerja yang dilakukan oleh daya apabila objek mula bergerak dari kedudukan awalnya sehingga objek kembali ke kedudukan awalnya adalah sama dengan sifar, maka daya tersebut dipanggil daya konservatif.
Berikut adalah beberapa contoh gaya konservatif.

1.1. Graviti
Pertimbangkan sebuah objek bergerak secara menegak ke atas sehingga mencapai ketinggian maksimum dan kemudian bergerak ke bawah ke kedudukan asalnya. Apabila ia bergerak secara menegak ke atas sejauh h, daya graviti berada dalam arah yang bertentangan dengan sesaran objek. Oleh kerana ia berada dalam arah yang bertentangan dengan sesaran objek, daya graviti melakukan kerja negatif pada objek.
W = wh cos (180^o) = – wh = – mgh
Selepas mencapai ketinggian maksimumnya, objek bergerak ke bawah menuju kedudukan asalnya sejauh h. Apabila bergerak ke bawah, daya graviti adalah dalam arah yang sama dengan anjakan objek. Oleh kerana ia berada dalam arah yang sama dengan anjakan, daya graviti melakukan kerja positif.
W = wh cos (0^o) = – wh = – mgh
Jisim objek (m), pecutan graviti (g) dan tinggi (h) adalah sama, oleh itu kerja yang dilakukan oleh daya graviti apabila objek mula bergerak menegak ke atas sehingga ia kembali ke kedudukan asalnya adalah sama dengan sifar.
W = mgh – mgh
W=0

1.2. Daya pegas
Pertimbangkan sebuah spring yang diletakkan secara mendatar. Jika hujung kanan spring ditolak atau dimampatkan ke kiri, spring juga mengenakan daya ke kanan. Anda boleh membuktikannya dengan memampatkan spring. Contohnya, letakkan objek di hujung kanan spring dan kemudian tekannya ke kiri. Selepas spring terpesong, tanggalkan tangan anda dari pemberat dan spring. Apabila tangan anda tidak lagi menyentuh spring, objek tersebut menolak pemberat ke kanan. Apabila objek bergerak ke kiri, arah gerakan objek adalah bertentangan dengan arah daya spring. Oleh kerana daya berada dalam arah yang bertentangan, daya spring melakukan kerja negatif.
W = – ½ kx²
Apabila objek bergerak ke kanan, arah pergerakan atau anjakan beban adalah sama dengan arah daya spring. Oleh kerana kedua-duanya berada dalam arah yang sama, daya spring melakukan kerja positif.
W = ½ kx²
Spring yang digunakan adalah sama, jadi pemalar spring (k) adalah sama. Sesaran spring juga sama. Oleh itu, kerja yang dilakukan oleh graviti apabila objek mula bergerak ke kiri pada jarak x dan kemudian kembali ke kanan pada jarak x adalah sama dengan sifar.
W = ½ kx² – ½ kx²
Kerja yang dilakukan oleh daya graviti dan daya spring semasa pergerakan sesuatu objek dari kedudukan awalnya sehingga ia kembali ke kedudukan asalnya adalah sifar. Jika kerja yang dilakukan oleh daya apabila sesuatu objek mula bergerak dari kedudukan awalnya sehingga ia kembali ke kedudukan asalnya adalah sifar, maka daya tersebut dipanggil daya konservatif.

2. Gaya tidak konservatif

Jika kerja yang dilakukan oleh daya apabila objek mula bergerak dari kedudukan awalnya sehingga ia kembali ke kedudukan asalnya tidak sama dengan sifar, maka daya tersebut dipanggil daya bukan konservatif.
Berikut adalah beberapa contoh gaya tag konservatif.
2.1 Daya tujahan dan daya geseran kinetik
Pertimbangkan sebuah objek yang ditolak ke kanan dan kemudian ditolak semula ke kiri. Apabila ia bergerak atau beralih ke kanan, arah anjakan objek adalah sama dengan arah daya tolakan (F) dan bertentangan dengan arah daya geseran kinetik (f)._kOleh kerana ia berada dalam arah yang sama dengan anjakan, daya tolakan melakukan kerja positif pada objek.
W = Fs

Sebaliknya, geseran kinetik melakukan kerja negatif pada objek.
W = – f_k s
Apabila sesuatu objek bergerak atau beralih ke kiri, arah anjakan objek adalah sama dengan arah daya tolakan dan bertentangan dengan arah daya geseran kinetik. Oleh kerana ia berada dalam arah yang sama dengan anjakan, daya tolakan melakukan kerja positif pada objek.
W = Fs
Sebaliknya, geseran kinetik melakukan kerja negatif pada objek.
W = – f_k s
Kerja yang dilakukan oleh daya tolakan dan daya geseran kinetik pada objek apabila objek mula bergerak dari kedudukan awalnya sehingga ia kembali ke kedudukan awalnya ialah W = 2 F s dan W = -2 f_k s
Kerja yang dilakukan oleh daya tolakan dan daya geseran kinetik semasa objek mula bergerak dari kedudukan awalnya sehingga objek kembali ke kedudukan awalnya adalah tidak sama dengan sifar.
Jika kerja yang dilakukan oleh daya apabila objek mula bergerak dari kedudukan awalnya sehingga ia kembali ke kedudukan asalnya tidak sama dengan sifar, maka daya tersebut dipanggil daya bukan konservatif.

Rujukan