Materi Terlengkap Pesawat Sederhana: Katrol dan Jenisnya - Oke baik sesuai janji sebelumnya, siang ini kita akan mencoba membahas tentang Pesawat Sederhana: Katrol. Di kesempatan kemarin kita sudah membahas tentang Tuas, sebenarnya tidak jauh berbeda dengan materi sebelumnya. Oleh karena itu, yuk yang belum membacanya bisa langsung klik disini untuk membacanya.
 |
| Google Image - Materi Terlengkap Pesawat Sederhana: Katrol dan Jenisnya |
Katrol atau sering orang jawa mengatakan timba seperti yang sudah kita ketahui, katrol dimanfaatkan untuk mengangkat benda berat dengan menggunakan gaya yang lebih kecil, tanpa mengurangi besar usaha yang harus dilakukan. Nah berbicara tentang usaha kita sudah pernah membahasnya juga. Seperti yang di sebutkan diatas sistem kerja katrol hampir sama dengan tuas yang intinya memudahkan pekerjaan manusia.
Baca juga: Materi dan Rumus Usaha
Katrol adalah salah satu pesawat sederhana yang terdiri atas seperangkat roda dan kerangka penyangga serta seutas tali yang melingkar mengikuti alur roda tersebut. Itulah pengertian dari katrol. Tentunya kalian akan lebih mudah mengangkat ember yang berisi sesuatu jika menggunakan salah satu jenis pesawat sederhana ini yaitu katrol bukan, dibandingkan harus langsung mengangkatnya langsung tanpa bantuan katrol.
Persamaan atau rumus yang digunakan dalam perhitungan katrol pun tidak jauh berbeda dengan tuas, hanya saja nanti yang membedakan adalah nilai dari Keuntungan Mekanik (KM). Kita akan bahas perbedaan itu di jenis-jenis katrol dibawah ini. Secara matematis rumus yang digunakan untuk menghitung katrol adalah sebagai berikut.
Jenis-Jenis Katrol
Ternyata dalam kehidupan sehari-hari kita hanya sering menggunakan satu jenis katrol, padahal katrol memiliki tiga jenis berdasarkan susunan dari katrol tersebut. Ketiga jenis katrol tersebut adalah sebagai berikut.
1. Katrol Tetap
Katrol tetap adalah sebuah katrol yang terpasang pada tempat yang tetap sehingga tidak dapat bergerak ke atas atau ke bawah. Katrol tetap ini yang sering kita gunakan atau pada zaman dahulu menjadi alat yang pasti ada di tiap-tiap sumur rumah. tetapi pada zaman sekarang atau zaman now katrol sudah jarang terlihat melainkan beralih fungsi menjadi pengangkut benda yang berat seperti pada proyek bangunan.
Katrol tetap ini memiliki titik tumpu di O (pusat lingkaran katrol), titik kuasa A, dan titik beban B. Kemudian BO sebagai lengan beban dan AO sebagai lengan kuasa. Untuk lebih jelasnya langsung saja kita lihat gambar dari katrol tetap ini sebagai berikut.
Karena pada katrol tetap BO = AO, maka F akan sama dengan w tetapi memiliki arah yang berlawanan. Dengan demikian keuntungan mekanik katrol tetap akan sama dengan 1 (KM = 1). Secara matematis rumus katrol tetap dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan: F = gaya kuasa (newton atau N)
w = berat beban (newton atau N)
2. Katrol Bergerak
Katrol bergerak adalah sebuah katrol yang terpasang sedemikian rupa sehingga dapat bergerak naik turun. Salah satu ujung tali katrol terikat pada satu tempat, sedangkan ujung tali katrol lainnya ditarik keatas sehingga katrol ikut bergerak. Katrol bergerak ini sangat sedikit kita temui di kehidupan kita ya, padahal katrol jenis kedua ini (katrol bergerak) memiliki gaya kuasa yang lebih kecil dibandingkan dengan katrol jenis pertama (katrol tetap). kenapa demikian? kita akan membahasnya dibawah.
Sebagaimana katrol tetap, katrol bergerak juga dapat dipandang sebagai tuas dengan titik B merupakan titik tumpu dari katrol, titik A merupakan titik beban dari katrol. Sedangkan lengan beban berapa pada titik OB dan lengan kuasa berada pada titik AB. Untuk lebih jelasnya kita lihat gambar katrol bergerak ini sebagai berikut.
Karena di katrol jenis ini AB = 2 OB, maka keuntungan mekanik katrol bergerak adalah 2 (KM = 2) sehingga gaya yang diberikan akan menjadi setengah kali berat beban. Alasan ini yang membuat katrol bergerak ini terasa lebih mudah mengangkat beban dibandingkan dengan katrol tetap seperti pernyataan diatas. Secara matematis rumus katrol bergerak dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan: F = gaya kuasa (newton atau N)
w = berat beban (newton atau N)
3. Katrol Majemuk atau Sistem Katrol
Katrol majemuk atau sistem katrol atau takal adalah susunan katrol yang terdiri atas katrol tetap dan katrol bergerak atau gabungan dari katrol tetap dan katrol bergerak. Katrol jenis ini lebih jarang lagi terlihat di kehidupan sehari-hari, pasalnya katrol yang digunakan pasti lebih dari satu. Tetapi katrol jenis ini malah memiliki gaya kuasa yang lebih kecil lagi dibanding dengan kedua jenis katrol sebelumnya yaitu katrol tetap dan katrol bergerak. Biar lebih jelas kita lihat gambar dari katrol majemuk ini sebagai berikut.
Karena sistemnya menggabungkan beberapa katrol menjadi satu maka nilai dari keuntungan mekaniknya pun akan lebih besar dibanding jenis katrol sebelumnya. Misalkan katrol majemuk atau sistem katrol menggunakan 4 buah katrol yang dihubungkan seperti gambar diatas maka akan memberikan gaya kuasa sebesar F₁ + F₂ + F₃ + F₄, karena F₁ = F₂ = F₃ = F₄ = F maka gaya angkatnya akan sama dengan 4F. Jadi keuntungan mekaniknya adalah 4 (KM = 4).
Ini menunjukkan bahwa keuntungan mekanik dari katrol majemuk atau sistem katrol adalah tergantung dari banyaknya katrol (KM = banyak katrol). Bisa dilihat gambar katrol majemuk atau sistem katrol diatas yang memiliki berat beban 800 N bisa diangkat hanya dengan 200 N. Secara matematis rumus dari katrol majemuk atau sistem katrol dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan: F = gaya kuasa (newton atau N)
w = berat beban (newton atau N)
n = banyak katrol
n = banyak katrol
Contoh 1.
Logam yang beratnya 250 N diangkat menggunakan katro tetap. Berapakah besar gaya kuasanya?
Jawab
Diketahui: w = 250 N
KM = 1 → karena katrol tetap
Ditanya: F = ...?
Jadi, gaya kuasa yang diberikan sebesar 250 N.
Contoh 2.
Sebuah beban yang berada di suatu tempat dengan massa 800 g dan percepatan gravitasi 10 m/s². Berapakah gaya kuasa yang diberikan jika menggunakan katrol bergerak?
Jawab
Diketahui: m = 800 g
g = 10 m/s²
KM = 2 → karena katrol bergerak
Ditanya: F = ...?
Gaya berat dimana w = m × g
Jadi, gaya kuasa yang diberikan sebesar 4 N.
Contoh 3.
Sebuah benda memiliki 1200 N, jika menggunakan katrol majemuk 4 gabungan katrol, maka gaya kuasa minimum yang harus diberikan adalah ...
Jawab
Diketahui: w = 1200 N
KM = 4 → karena katrol majemuk 4 gabungan
Ditanya: F = ...?
Jadi, gaya kuasa yang diberikan sebesar 300 N.
Materi Terlengkap Pesawat Sederhana: Katrol dan Jenisnya - Mungkin sekian dulu ya pembahasan tentang Pesawat Sederhana: Katrol. Semoga pembahasan diatas dapat bermanfaat bagi teman setia Sains Seru. Jika ada yang mau ditanyakan bisa tinggalkan di kolom komentar dibawah ya. Untuk pembahasan Bidang Miring dapat ikuti terus update artikel disini ya. Terimakasih atas perhatiannya, See You.