Keuntungan Mekanis Yang Diperoleh Dari Katrol Dibawah Ini Adalah

Keuntungan mekanis katrol
adalah besar nilai gaya yang digandakan karena menggunakan katrol. Katrol merupakan salah satu jenis pesawat sederhana. Kegunaan katrol adalah memberi kemudahan manusia dalam melakukan kerja. Contoh sederhana, sebelum ditemukan mesin pompa air, katrol mempermudah kerja manusia untuk mengambil air dari dasar sumur. Dengan menggunakan katrol, usaha uang diperlukan menjadi lebih kecil sehingga katrol dinilai memiliki keuntungan mekanis.

Apakah nilai keuntungan mekanis katrol antara satu jenis katrol dengan jenis lainnya memiliki nilai yang sama? Jawabannya tentu tidak. Hal ini dikarenakan perbedaan letak titik tumpu. Di sini, idschool akan mengulas nilai keuntungan mekanis katrol untuk beberapa jenis katrol. Jenis katrol yang dibahas meliputi katrol tetap, katrol bebas atau katrol bergerak, dan katrol ganda.

Baca Juga: Keuntungan Mekanis Pesawat Sederhana

Berapa keuntungan mekanis katrol tetap dan katrol bergerak? Berapa keuntungan mekanis dari sistem katrol? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.

Table of Contents

Keuntungan Mekanis Katrol Tetap

Katrol tetap adalah katrol yang letaknya berada pada posisi yang sama pada tempatnya dan tidak berpindah/bergerak ketika digunakan. Gerak katrol tetap hanya berputar pada sumbu porosnya. Di mana poros katrol yang terletak di bagian tengah katrol merupakan
titik tumpu.

Pada sebuah sistem katrol tetap terdapat beban dan kuasa yang menarik beban melalui sebuah tali melalui katrol. Gaya beban (w) merupakan berat benda, sedangkan gaya kuasa (F) adalah gaya yang diberikan untuk menarik benda. Jarak titik tumpu pada katrol tetap dengan titik beban disebut
lengan beban
(lb). Sedangkan jarak titik tumpu pada sistem katrol tetap dengan titik kuasa disebut
lengan kuasa
(lk).

Besar keuntungan mekanis pada katrol tetap sama dengan 1. Di mana keuntungan mekanis katrol apat dinyatakan melalui perbandingan berat benda (W) dengan gaya kuasa (F) dan lengan kuasa dengan lengan beban.

Baca juga:  Kombinasi Dalam Awalan Lempar Turbo Adalah

Keterangan:A = titik bebanB = titik kuasa

O = titik tumpu

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.

dok. Penulis by Canva

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.

dok. Penulis by Canva

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!