Kesetimbangan Sistem ǀ Stabil, Tidak Stabil, & Netral

Energi potensial adalah istilah yang digunakan untuk menyatakan bahwa sistem berpotensi (berkemampuan) untuk menjadi energi kinetik atau melakukan usaha dalam pengaruh gaya konservatif. Adakalanya, sistem memiliki energi potensial maksimum di posisi setimbang atau di luar posisi setimbang. Kita akan mengenal istilah-istilah ini sebagai kesetimbangan sistem (stabil, tidak stabil, dan netral)

Baca sebelumnya : Hubungan Usaha, Energi, dan Gaya (Konservatif) Sumbu x dan y ǀ Turunan, Integral, & Persamaan

KESETIMBANGAN STABIL

Sebuah sistem berupa pegas-massa diregangkan ke arah +x maks oleh gaya (pelaku eksternal). Di saat yang bersamaan, pegas memberikan gaya reaksi yang arahnya berlawanan. Saat dilepaskan, massa bergerak dari +x maks ke x = 0.

Gaya pegas (gaya pemulih) ini selalu mengarah ke titik setimbang pegas ( x=0 ), baik sata massa bererak dari +x maks ke x = 0 atau saat –x maks ke x = 0. Gaya ini selalu berusaha memulihkan sistem agar berada pada posisi setimbangnya.

Hal ini yang disebut dengan kesetimbangan stabil. Makna dari kesetimbangan stabil adalah gaya (eksternal) yang menyebabkan sistem berubah posisi menjauhi titik setimbang pasti akan menghasilkan gaya yang mengarah pada titik setimbang-nya. Di titik setimbang inilah energi potensial bernilai nol atau minimum.

KESETIMBANGAN TIDAK STABIL

Pensil tajam ditegakkan secara vertikal dengan ujung tajam berada di bawah. Pada kondisi ini, sistem setimbang dan memiliki energi potensial maksimum. Sedikit saja gaya akan menyebabkan pensil ambruk (jatuh). Pada kondisi ini, sistem tidak setimbang dan memiliki energi potensial yang rendah.

Hal ini yang disebut dengan kesetimbangan tidak stabil. Makna dari kesetimbangan tidak stabil adalah gaya (eksternal) yang menyebabkan sistem berubah posisi menjauhi titik setimbang dimana energi potensial minimum. Justru titik setimbang pada kondisi ini memiliki energi potensial bernilai minimum.

KESETIMBANGAN NETRAL

Bola berada di lantai dua sebuah gedung adalah contoh dari kesetimbangan netral. Makna kesetimbangan netral adalah gaya yang bekerja pada sistem dengan sedikit perubahan posisi tidak akan merubah energi potensial sistem atau energi potensialnya adalah selalu konstan.

Baca selanjutnya : Momentum Linier & Kekekalannya ǀ Pengertian, Contoh Kasus, & Penurunan Persamaan

Kesimpulan kesetimbangan sistem adalah kata "stabil" berarti ia ingin menuju ke titik stabil (setimbang), tidak stabil berarti dia stabil tetapi rawan tidak stabil, netral berarti dia selalu stabil.