Konsep Fisika | Gaya pada benda di dalam Lift

Salah satu penerapan hukum Newton yang sering di bahas adalah terkait dengan analisis gaya benda ketika terletak di dalam lift. Beberapa jenis gaya ketika berada di dalam lift antara lain gaya desakan benda terhadap lantai (sama dengan gaya normal) dan gaya tegang tali (untuk benda yang digantung). Untuk menganalisis soal terkait dengan gaya pada benda di dalam lift kita harus menggambarkan gaya – gaya yang bekerja pada sistem kemudian dapat menerapkan hukum I Newton untuk kondisi benda diam dan hukum II Newton untuk kondisi benda bergerak dengan percepatan tertentu.

Benda diletakkan di dasar lift

Ketika benda diletakkan dalam sebuah lift yang bergerak, ternyata benda mengalami perubahan gaya normal (gaya lantai karena berat benda) dapat semakin besar atau semakin kecil. Hal ini bergantung pada gerak lift tersebut, untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut

Ketiga gambar di atas merupakan keadaan ketika seseorang sedang berada di dalam lift yakni untuk kondisi lift diam (gambar 1), lift bergerak ke atas dengan percepatan a (gambar 2) dan lift bergerak ke bawah dengan percepatan a (gambar 3). Gaya tekan yang diberikan oleh orang kepada lift sama dengan gaya normal yang bekerja pada orang (N). Hal penting yang perlu diperhatikan untuk menentukan besar gaya tekan orang terhadap lift (gaya normal) dalam soal seperti ini adalah kondisi dari lift. Untuk kondisi lift yang diam kita gunakan hukum I Newton, sedangkan untuk kondisi lift yang bergerak dengan percepatan a kita gunakan hukum II Newton.

Lift diam

Berlaku hukum I Newton
ΣF = 0
N – w = 0
N = w

Lift bergerak ke atas dengan percepatan “a”
Berlaku hukum II Newton
ΣF = m . a
N – w = m . a
N = m . a + w
N = m . a + m . g

Lift bergerak ke bawah dengan percepatan “a”
Berlaku hukum II Newton
ΣF = m . a
w – N = m . a
N = w – m . a
N = m . g – m . a

Salah satu konsep penting yang juga perlu dipahami dalam penerapan hukum II Newton adalah bahwa gaya yang searah dengan percepatan bernilai positif dan gaya yang berlawanan arah dengan percepatan akan bernilai negatif. Hal ini ditunjukkan pada persamaan untuk lift yang bergerak ke atas dan ke bawah.

Benda di gantung di dalam lift

Bentuk lain dari soal tentang benda di dalam lift adalah untuk benda digantung seperti berikut

Ketika benda digantung pada tali, untuk menentukan besar tegangan tali tersebut sebenarnya alur berpikirnya sama dengan untuk menentukan gaya normal seperti soal sebelumnya yakni dengan menggunakan hukum I Newton untuk kondisi lift yang diam dan menggunakan hukum II Newton untuk kondisi lift yang bergerak dengan percepatan a. berikut adalah cara menentukan gaya tegang tali untuk benda yang berada di dalam lift
Lift diam
Berlaku hukum I Newton
ΣF = 0
T – w = 0
T = w

Lift bergerak ke atas dengan percepatan “a”
Berlaku hukum II Newton
ΣF = m . a
T – w = m . a
T = m . a + w
T = m . a + m . g

Lift bergerak ke bawah dengan percepatan “a”
Berlaku hukum II Newton
ΣF = m . a
w – T = m . a
T = w – m . a
T = m . g – m . a

demikian pembahasan singkat terkait dengan analisis gaya pada benda di dalam lift semoga dapat memberikan manfaat bagi para pembaca sekalian. jika ada sara, kritik atau pertanyaan bisa dituliskan di kolom komentar di bawah ini.

Konsep Fisika tentang Penerapan Hukum Newton :

Gaya Tegang Tali dan Gaya Kontak | Bidang Miring | Benda Terhubung Katrol