Berikut ini yang termasuk katrol dengan keuntungan mekanik 1 adalah

Artikel ini membahas tentang apa itu katrol dan keuntungan mekanis katrol.

Apakah lo pernah penasaran bagaimana caranya timbaan sumur bekerja? Atau bagaimana cara bendera upacara dapat naik hanya dengan ditarik dari bawah oleh petugas upacara? Hal-hal tersebut akan dibahas di artikel ini dalam materi katrol.

Sebelum itu, seperti biasa, ada beberapa hal yang perlu lo ketahui dulu, yakni pesawat sederhana. Apa Itu Pesawat Sederhana?

Pesawat sederhana (simple machine) adalah alat yang bisa mempermudah kehidupan manusia. Tetapi perlu diingat, pesawat sederhana ini berlaku untuk sesuatu yang sederhana saja. Konsep dari pesawat sederhana itu mengubah besar atau arah gaya ya. 

Apa Itu Katrol?

Menurut Bahan Belajar Mandiri Konsep Dasar Fisika, katrol (pulley) adalah sebuah pesawat sederhana (simple machine) yang terdiri dari roda atau piringan beralur yang dikelilingi oleh tali atau kabel. Ada titik tumpu, titik kuasa, dan titik beban. Bisa dilihat dari gambar di bawah ini.

Mungkin lo bertanya-tanya, gimana sih penerapan katrol dalam kehidupan sehari-hari? Lo bisa lihat penerapan materi katrol ketika lo ingin mengangkat benda dari bawah ke atas, menimba air dari dalam sumur, dan mengerek bendera saat upacara.

Untuk melihat konsep dan cara kerja katrol, bisa cek gambar di bawah ini.

Jika benda 3 kg ingin diangkat ke atas, maka butuh gaya yang besarnya sebesar berat benda atau bebannya.

F = W = Massa x Gravitasi = 3 x 10 = 30 N

Dari contoh gambar di atas, didapatkan bahwa gaya tarik yang dibutuhkan sebesar F = 30 N juga. Walaupun gayanya sama besar, bukan berarti tidak ada gunanya. Coba bayangkan, itu si benda harusnya kalau mau naik ke atas, kita bisa tarik ke atas kan, tetapi dengan katrol, enggak perlu tuh naik dulu ke atas baru menarik bendanya, karena kita bisa menariknya ke bawah, itu berarti menguntungkan karena mengubah arah gaya. Mirip seperti pepatah di film Dilan, untuk menarik ke atas itu berat, kamu enggak akan kuat! Biar katrol saja~ 

Rumus katrol

W x lengan beban = F x lengan kuasa

W = beban (N)

F = gaya (N)

Alasan mengapa katrol ini disebut pesawat sederhana adalah karena dapat mengubah arah gaya. Katrol juga bisa mengubah besar gaya, tetapi jika disusun katrolnya. Misalnya, katrolnya lebih dari 1, maka besar gayanya (F) lebih kecil daripada beban (W). 

Katrol dibedakan menjadi tiga sesuai dengan susunan tali dan rodanya, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk. Tanpa lama-lama, gue akan langsung memberi tahu bagaimana cara mencari keuntungan mekanis katrol. 

Keuntungan Mekanis

Keuntungan mekanis (mechanical advantage) itu berfokus kepada besar gaya. Contohnya, jika bebannya 100 N tetapi hanya butuh gaya 70 N, berarti itu disebut untung, nah itulah yang disebut keuntungan mekanis. Kalau keuntungan mekanisnya hanya 1, berarti enggak untung-untung banget, bisa jadi arahnya saja yang berubah tetapi besarnya enggak berubah. Sedangkan kalau keuntungan mekanisnya lebih dari 1, berarti bebannya dapat diangkat lebih besar daripada gayanya.

KM = Keuntungan Mekanis

W = Beban (N)

F = Gaya (N)

Keuntungan Mekanis Katrol Tetap (Tidak Bergerak)

Untuk katrol tetap atau tidak bergerak, berat dari bebannya (karena talinya nyambung) akan sama dengan gaya yang harus dikerjakan.

dok. Buku IPA Guru Kelas 5 SEQIP

F = W

Berarti, keuntungan mekanisnya adalah 1.

Katrol Bebas/Bergerak

Dalam katrol bebas, karena gayanya melawan beban dan ada dua tali (P) yang di kiri dan kanan besarnya sama karena talinya sama sehingga dua gaya ke atas adalah 2P. 

dok. Buku IPA Guru Kelas 5 SEQIP

2P = W

2F = W

Berarti, keuntungan mekanisnya = W / F = 2F / F = 2.

Katrol Majemuk 

Yang harus diingat adalah semakin banyak katrolnya, maka keuntungan mekanisnya semakin besar. Kita harus menghitung tali-tali yang melawan beban (W) dan bebannya harus dilawan gaya ke atas. Berikut adalah contoh yang tali-talinya lebih dari dua.

dok. Buku IPA Guru Kelas 5 SEQIP

Contoh di atas ini tali penyangganya ada dua, maka dari itu, KM nya sama dengan katrol bergerak, yaitu dua.

dok. Buku IPA Guru Kelas 5 SEQIP

Nah, kalau yang di atas ini ada 4 tali penyangga yang melawan beban, jadinya W = 4P

4F = W

KM = W / F = 4

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Jika ada sebuah katrol tetap memiliki beban sebesar 80N dengan tali penyangga sebanyak 4, berapakah gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut?

Ditanyakan -> F

Diketahui -> W = 80 N

4P = W

4F = W

4F = 80 N

F = 20 N

1. Sebuah katrol bergerak dengan mengangkat gaya sebesar 200N, berapakah massa bebannya dan keuntungan mekanisnya?

Ditanyakan -> M dan KM

Diketahui -> F = 200 N

Dijawab -> F = ½ W

200 = ½ W

W = 200 x 2 = 400 N

KM = W / F = 400 / 200 = 2

Yow, gimana penjelasan mengenai katrol dan keuntungan mekanisnya? Apakah membantu lo memahami materi ini? Jika ada kritik dan saran, bisa disampaikan di kolom komentar di bawah ini. Lo bisa menonton video penjelasannya di sini.

Referensi:

Bahan Belajar Mandiri 5: Pesawat Sederhana. Direktori Universitas Pendidikan Indonesia. Diakses pada tanggal 5 September 2021

Lo bisa juga baca artikel lain di bawah ya!

Pernakah anda melihat orang mengambil air di sumur dengan menggunkan timba? Alat apa yang digunakan untuk mengambil air di sumur yang kedalamannya mencapai puluhan meter? Ya benar sekali. Orang akan menggunkan katrol untuk membantu mengangkat atau memindahkan air dari dalam sumur. Nah, pada kesempatan ini Mafia Online akan membahas lebih lengkap mengenai pengertian katrol, jeni-jenis katrol dan keuntungan mekanis katrol. 

Pengertian katrol adalah roda dengan galur yang melingkar (seperti pelek sepeda). Seperti halnya tuas, katrol juga memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol terdiri atas katrol tetap, katrol  bergerak, katrol kombinasi (takal), dan katrol (roda) bergandar.  

Sesuai dengan namanya, sistem katrol ini dibuat sedemikian rupa sehingga katrol tersebut tetap pada posisinya. Katrol tetap adalah katrol yang letaknya tetap (tidak bergerak). Katrol tetap sering digunakan pada sumur timba (contohnya coba lihat gambar kartol tetap di bawah ini).

Seperti halnya tuas, titik A adalah titik tumpu, titik B adalah titik beban, dan titik C adalah titik kuasa. Jarak AC adalah lengan kuasa (lk) dan jarak AB adalah lengan beban (lb) 

Setelah kita ketahui jarak lengan beban dan lengan kuasa maka keuntungan mekanis (Km) katrol tetap dapat dicari. Sama halnya seperti mencari keuntungan mekanis (Km) pada tuas, maka keuntungan mekanis (Km) pada kartol tetap adalah sebagai berikut.

(Ingat)** Jarak lengan beban (AB) sama dengan jarak lengan kuasa (AC) atau lb = lk atau AB = AC, oleh karena itu keuntungan mekanis katrol tetap adalah 1.

Meskipun keuntungan mekanis menggunakan katrol ini sama dengan satu, namun beban akan terasa lebih ringan daripada tanpa katrol (langsung dengan tali). Hal ini disebabkan oleh gaya yang dilakukan searah dengan berat badanmu. Akan tetapi dampak dari keuntungan mekanis sama dengan 1 (satu) adalah gaya yang kita keluarkan akan sama dengan berat benda, sehingga katrol tetapi tidak bisa digunakan untuk mengangkat benda yang massanya besar. Coba kamu bayangkan apa yang terjadi jika massa bandan kamu itu 50 kg lalu menarik benda dengan katrol yang massanya 56 kg? anda tidak akan mampu menarik benda tersebut justru anda yang tertarik oleh benda tersebut.

Oleh karena itu pemanfaatan katrol tetap hanya bisa digunkan untuk menarik atau mengangkat benda yang massanya kecil. Contoh pemanfaatan katrol tetap adalah sebagai berikut.

1. Menarik air dari dalam sumur dengan timba
2. Menaikan bendera agar sampai dipuncak tiang bendera
3. Menaikan sangkar burung pada saat even lomba burung

Katrol  Bergerak 

Karena BC = 2 AC,  maka keuntungan mekanisnya:

Jadi, katrol bergerak mempunyai keuntungan mekanis 2, artinya perbandingan antara berat beban dan gaya sama dengan dua. Jika kamu mengangkat beban menggunakan katrol jenis ini, kamu hanya perlu memberikan gaya sebesar setengah kali berat beban. Kenapa orang-orang tidak menggunkan katrol bergerak untuk mengangkat air dari dalam sumur? Kenapa orang-orang menggunakan katrol tetap untuk mengangkat air dari dalam sumur yang keuntungan mekanisnya hanya 1? Apa bahaya dari katrol bergerak?

Ingat perlu diperhatikan, walaupun katrol bergerak memiliki keuntungan mekanis 2 yang artinya untuk mengangkat benda diperlukan gaya setengah dari berat benda tersebut, tidak bisa diterapkan di dalam menaikan air dari dalam sumur dengan menggunakan katrol bergerak karena gaya yang kita berikan arahnya berlawanan dengan arah berat benda. Selain melawan berat benda kita juga akan melawan berat tubuh kita sendiri. Jadi sangat berbahaya menggunkan katrol bergerak, jika salah sedikit saja bisa-bisa kita yang tercemplung ke dalam sumur. Jangan coba-coba menggunkan katrol bergerak untuk mengangkat air dari dalam sumur.

Katrol Kombinasi (takal) atau Sistem Katrol 

Katrol kombinasi merupakan gabungan katrol tetap dan katrol bergerak yang juga disebut takal. Jadi pengertian takal adalah katrol majemuk yang terdiri atas katrol-katrol tetap dan katrol-katrol bergerak. Takal biasa digunakan untuk mengangkat beban yang massanya besar. Biasanya, sistem katrol ini digunakan untuk mengangkat beban yang massanya mencapai beberapa ton, misalnya kerangka jembatan dan peti kemas. Dengan sistem katrol, kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut dapat semakin diperkecil. Takal dapat menggunakan dua katrol di mana satu sebagai katrol tetap dipasang di atas dan satu lagi sebagai katrol bergerak. Takal juga dapat menggunakan tiga atau empat katrol.

dengan:

w = beban (N)

F = gaya (N)
n = banyaknya katrol

Katrol (Roda) Bergandar 

Related Posts :