Katrol merupakan salahsatu pesawat sederhana yang memiliki fungsi mempermudah usaha untuk memindahkan benda.
Ada dua buah jenis katrol yang ada yaitu :
1. Katrol Tetap
2. Katrol Bergerak
Dua buah jenis katrol biasanya tidak digunakan sendiri. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal, maka beberapa katrol harus digabungkan. Kita akan mempelajari dua buah jenis gabungan katrol yaitu gabungan beberapa katrol bergerak dan juga takal (katrol majemuk).
gambar gabungan beberapa katrol bergerak
gambar Takal (Katrol majemuk)
Rumus Katrol
Rumus katrol yang akan dipergunakan sama dengan rumus pada tuas.
Keuntungan mekanis katrol tetap
Keuntungan mekanis katrol bergerak/bebas
Keuntungan mekanis gabungan beberapa katrol bergerak dan tetap
Keuntungan mekanis gambar diatas yang terdiri atas 3 katrol bergerak dengan keuntungan mekanis 2 dan 1 katrol tetap dengan keuntungan mekanis 1. Jumlah keseluruhan keuntungan mekanis adalah :
Berdasarkan gambar di atas, maka besar keuntungan mekanis
KM = 2.2.2.1 = 8 atau
KM = 2ⁿ dengan n = jumlah katrol bergerak
KM = 2³ = 2.2.2 = 8
Keuntungan mekanis takal (katrol majemuk)
Berdasarkan gambar di atas, besarnya keuntungan mekanis takal atau katrol majemuk di atas adalah 4 berdasarkan jumlah tali yang menopang beban. Tali yang mengarah ke bawah (F) tidak dihitung.
Keterangan :
Fb = w = berat beban satuan Newton
Fk = F = gaya kuasa satuan Newton
Lk = Lengan beban satuan meter
Lb = lengan kuasa satuan meter
KM = keuntungan mekanis (tanpa satuan)
Contoh Soal 1
Perhatikan gambar berikut!
Jika gesekan tali dengan katrol diabaikan, gaya kuasa untuk mengangkat beban adalah….
Diketahui :
Katrol tetap, keuntungan mekanis (KM) = 1
berat beban w = 150 N
Ditanyakan F?
Pembahasan
KM = w/F
1 = 150 N/F
F = 150 N
Contoh Soal 2
Sebuah silinder baja diangkat menggunakan katrol seperti gambar berikut.
Jika jarak antara poros katrol dan titik tumpu 15 cm, tentukan beban silinder baja tersebut dan panjang lengan kuasanya!
Diketahui :
Katrol bebas, keuntungan mekanis (KM) = 2
Gaya kuasa F = 38 N
Jarak antara poros katrol ke titik tumpu adalah 15 cm. Artinya, panjang lengan beban Lb = 15 cm.
Ditanyakan berat beban (w) dan panjang lengan kuasa (Lk)
Pembahasan :
KM = w/F
2 = w/38
w = 2.38
w = 76 N
KM = Lk/Lb
2 = Lk/15
Lk = 2.15
Lk = 30 cm
Contoh Soal 3
Perhatikan gambar di bawah ini!
Diketahui benda pada katrol di atas memiliki massa 200 kg dengan percepatan 10 m/s. Tentukan gaya yang dibutuhkan ?
Katrol tetap, keuntungan mekanik KM = 1
Massa benda m = 200 Kg, gaya gravitasi bumi g = 10 m/s², berat beban w = m.g = 200.10 = 2000 N
Ditanyakan gaya kuasa yang dibutuhkan (F) ?
Pembahasan
KM = w/F
1 = 2000/F
F = 2000 N
Contoh Soal 4
Diketahui benda pada katrol di atas memiliki massa 200 kg dengan percepatan 10 m/s. Tentukan gaya yang dibutuhkan?
Diketahui :
Katrol bergerak dikombinasikan dengan katrol tetap, keuntungan mekanis KM = 2.1 = 2
Massa benda 100 Kg, gaya gravitasi bumi 10 m/s², berat benda w = m.g = 100.10 = 1000 N
Ditanyakan besar gaya kuasa (F) ?
Pembahasan :
KM = w/F
2 = 1000/F
F = 1000/2
F = 500 N
Contoh Soal 5
Perhatikan gambar berikut.
Tentukan besarnya gaya yang dibutuhkan untuk menarik balok seberat 1.800 N!
Diketahui :
Katrol majemuk (takal) dengan jumlah tali yang menopang beban 3. Maka besarnya Keuntungan mekaniknya KM = 3
Berat beban w = 1800 N
Ditanyakan besarnya gaya kuasa (F) ?
Pembahasan
KM = w/F
3 = 1800/F
F = 1800/3
F = 600 N
Di laboratorium, Aulia melakukan pecobaan mengangkat beban menggunakan katrol seperti pada gambar berikut:
berapa gaya yang diperlukan Aulia untuk dapat mengangkat beban tersebut?
Diketahui :
Katrol majemuk (takal) dengan jumlah tali yang menopang beban 3, maka besarnya keuntungan mekanik KM = 3
Katrol majemuk (takal) dengan jumlah tali yang menopang beban 3, maka besarnya keuntungan mekanik KM = 3
Berat beban w = 450 N
Ditanyakan besarnya gaya kuasa untuk mengangkat beban (F) ?
Pembahasan
KM = w/F
3 = 450/F
F = 450/3
F = 150 N
0 Komentar