Dalam fisika, konstanta gerak adalah besaran fisika yang dipertahankan selama gerak. Kekekalan besaran ini memungkinkan kita untuk memperoleh sifat-sifat gerak tanpa harus menyelesaikan persamaan dalam situasi tertentu. Apakah ini berarti bahwa keberadaan konstanta ini menentukan bagaimana suatu objek berperilaku?
Ada banyak contoh konstanta gerak, termasuk energi, momentum linier, momentum sudut, dll. Keberadaan konstanta ini merupakan konsekuensi alami dari persamaan gerak, bukan kendala fisik yang memerlukan kendala tambahan untuk dipertahankan. Melalui konstanta inilah kita dapat menemukan stabilitas dalam sistem bergerak yang kompleks.
Konstanta gerak adalah konsep utama dalam fisika; mereka menyediakan alat untuk memahami dan memprediksi gerak benda.
Konstanta gerak banyak digunakan dalam mekanika, dan dimungkinkan untuk memperoleh sifat-sifat gerak dari konstanta-konstanta ini tanpa memberikan persamaan gerak yang lengkap. Dalam beberapa kasus yang beruntung, lintasan gerakan bahkan dapat diperoleh melalui persimpangan, yang sangat penting dalam bantuan visual dan ekspresi matematika.
Ada beberapa cara untuk mengidentifikasi konstanta gerak. Metode yang paling sederhana tetapi kurang sistematis adalah deduksi intuitif, yang mengasumsikan bahwa kuantitas fisik tertentu adalah konstan berdasarkan data eksperimen, dan kemudian menggunakan matematika untuk membuktikan bahwa itu kekal selama gerak. Pendekatan umum lainnya adalah mengidentifikasi konstanta gerak menggunakan persamaan Hamilton-Jacobi, terutama ketika Hamiltonian memiliki bentuk fungsional yang dapat diidentifikasi.
Masing-masing simetri Lagrangian berkorespondensi dengan konstanta gerak, dan simetri ini dapat diturunkan secara sistematis menggunakan teorema Noether.
Dalam mekanika kuantum, jika Q yang dapat diamati berkomutatif dengan Hamiltonian H, maka Q adalah konstanta gerak asalkan tidak berubah seiring waktu. Ini berarti bahwa sifat-sifat tertentu dari sistem kuantum tetap konstan selama evolusinya. Invarian dinamika kuantum tersebut sangat penting untuk memahami perilaku sistem kuantum.
Ketika membahas sistem yang kacau, energi adalah satu-satunya konstanta dalam gerak; dengan kata lain, energi adalah satu-satunya hal yang dapat tetap stabil untuk sistem yang tidak dapat diintegrasikan. Konsep-konsep ini memperdalam pemahaman kita tentang hubungan erat antara mekanika klasik dan mekanika kuantum dan, sampai batas tertentu, memengaruhi interpretasi kita terhadap fenomena fisik.
Singkatnya, konstanta gerak menyediakan alat yang ampuh untuk memprediksi dan memahami perilaku objek yang bergerak, dan identifikasi konstanta ini penting untuk studi mekanika. Hal ini membawa kita untuk merenungkan pertanyaan penting: Apakah konstanta gerak ini mengungkapkan karakteristik gerak yang esensial?