Postingan ini membahas contoh soal gerak dalam lift / elevator dan pembahasannya atau penyelesaiannya. Gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda yang berada didalam lift digambarkan sebagai berikut:
Berdasarkan gambar diatas, jika lift diam atau bergerak dengan kecepatan tetap maka berlaku hukum I Newton yaitu N – w = 0 atau N = w. Besaran N menyatakan gaya normal dan w = berat benda.
Jika lift bergerak ke atas dengan percepatan a maka berlaku persamaan N – w = m . a. Jika lift bergerak ke bawah dengan percepatan a maka persamaan yang berlaku adalah w – N = m . a. Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh soal dan pembahasan gerak dalam lift dibawah ini.
Contoh soal 1
Sebuah benda bermassa 60 kg berada didalam lift yang sedang bergerak ke bawah dengan percepatan 3 m/s2. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2 maka gaya normal permukaan bawah benda dengan lantai lift sebesar…
A. 780 N
B. 630 N
C. 600 N
D. 570 N
E. 420 N
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- m = 60 kg
- a = 3 m/s2
- g = 10 m/s2
Karena lift bergerak ke bawah maka berlaku persamaan dibawah ini:
- w – N = m . a
- 60 kg . 10 m/s2 – N = 60 kg . 3 m/s2
- 600 N – N = 180 N
- N = 600 N – 180 N = 420 N
Jadi soal ini jawabannya C.
Contoh soal 2
Sebuah lift bermassa 400 kg bergerak ke atas dari keadaan diam dengan percepatan 2 m/s2. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2 maka tegangan tali penarik lift sebesar …
A. 4720 N
B. 3920 N
C. 3120 N
D. 800 N
E. 400 N
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- m = 400 kg
- a = 2 m/s2
- g = 9,8 m/s2
Karena lift bergerak ke atas maka berlaku persamaan dibawah ini:
- N – w = m . a
- T – w = m . a
- T – 400 kg . 9,8 m/s2 = 400 kg . 2 m/s2
- T – 3920 N = 800 N
- T = 800 N + 3920 N = 4720 N
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal 3
Sewaktu berada didalam lift yang diam, berat sandi adalah 500 N. Sewaktu lift bergerak ke atas tegangan tali menjadi 750 N. Jika g = 10 m/s2 maka percepatan lift adalah…
A. 5,0 m/s2
B. 7,5 m/s2
C. 10,5 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15,0 m/s2
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahuiE
- w = 500 N
- T = N = 750 N
- g = 10 m/s2
- m = w/g = 500 / 10 = 50 kg
Percepatan lift dihitung dengan rumus dibawah ini:
- N – w = m . a
- 750 N – 500 N = 50 kg . a
- 250 N = 50 kg . a
- a = 250 / 50 = 5 m/s2
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal 4
Seseorang yang massanya 80 kg ditimbang dalam sebuah lift. Jarum timbangan menunjukkan angka 1000 N. Apabila percepatan gravitasi 10 m/s maka dapat disimpulkan bahwa…
A. Massa orang dalam lift 100 kg
B. Lift sedang bergerak keatas dengan percepatan tetap
C. Lift bergerak kebawah dengan percepatan tetap
D. Lift bergerak kebawah dengan kecepatan tetap
E. Lift bergerak ke atas dengan kecepatan tetap
Pembahasan / penyelesaian soal
Berat orang dalam lift adalah w = m . g = 80 kg . 10 m/s = 800 N. Karena w < N maka lift sedang bergerak ke atas dengan percepatan tetap. Jadi soal ini jawabannya B.
Contoh soal 5
Sebuah benda digantung pada sebuah neraca pegas didalam sebuah elevator. Pembacaan skala pada neraca pegas adalah T N ketika elevator diam. Jika elevator dipercepat ke atas sebesar 5 m/s, pembacaan skala neraca pegas sekarang adalah …(g = 10 m/s).
A. 1/2 T
B. T
C. 3/2 T
D. 2 T
E. 5/2 T
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- w = T N
- a = 5 m/s
- m = w/g = T/10 = 0,1 T kg
Karena lift bergerak ke atas maka berlaku persamaan dibawah ini:
- N – w = m . a
- N – T N = 0,1 T kg . 5 m/s
- N – T N = 0,5 T N
- N = 0,5 T N + T N = 3/2 T N
Jadi soal ini jawabannya C.