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
- Keuntungan Mekanis Katrol Bebas/Bergerak
- Keuntungan Mekanis Sistem Katrol
- Keuntungan Mekanis Katrol (Roda) Bergandar
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.
Keterangan:
A = titik beban
B = titik kuasa
O = titik tumpu
OA = lengan beban (lb)
OB = lengan kuasa (lk)
Fb = gaya beban (W)
Fk = gaya kuasa (F)
Diketahui bahwa keuntungan mekanis katrol tetap sama dengan satu. Artinya, gaya yang diperlukan untuk mengangakat beban w sama dengan gaya bebannya. Kondisi ini diperoleh dari persamaan keuntungan mekanis katrol, seperti berikut ini.
Fb/Fk = 1 → Fb = Fk
Baca Juga: 6 Macam Pesawat Sederhana
Keuntungan Mekanis Katrol Bebas/Bergerak
Dinamakan katrol bebas atau katrol bergerak karena posisi katrol berubah-ubah sesuai gerak benda. Jika benda bergerak naik maka katrol bebas juga akan bergerak naik. Demikian pula untuk saat benda bergerak turun, katrol bergerak akan mengikuti gerak benda turun.
Gambar keterangan dan persamaan keuntungan mekanis katrol bebas/katrol bergerak diberikan seperti berikut.
Keterangan:
A = titik beban
B = titik kuasa
O = titik tumpu
OA = lengan beban (lb)
OB = lengan kuasa (lk)
Fb = gaya beban (W)
Fk = gaya kuasa (F)
Perhatikan bahwa lengan kuasa sama dengan dua kali lengan beban. Karena OA = OB, merupakan jari-jari katrol. Dengan demikian berlaku persamana lk = 2lb.
Sehingga, keuntungan mekanis katrol bebas sama dengan 2 (dua). Artinya, gaya yang diperlukan untuk mengangakat beban w sama dengan setengah bebannya. Kondisi ini diperoleh dari persamaan keuntungan mekanis katrol, seperti berikut ini.
Fk × lk = Fb × lb
Fk × 2 × lb = Fb × lb
Fk = Fb × lb/2 × lb
Fk = 1/2Fb
Baca Juga: Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Keuntungan Mekanis Sistem Katrol
Sistem katrol merupakan kombinasi dari dua jenis katrol, baik dari kombinasi katrol tetap, kombinasi katrol bebas, atau kombinasi dari kedua jenis katrol ini. Dalam sebuah sistem katrol, banyaknya katrol yang digunakan tidak ada ketentuan. Meskipun begitu, biasanya digunakan katrol sebanyak lebih dari dua.
Keuntungan mekanis sistem katrol dinyatakan oleh banyaknya tali yang menopang beban.
Semakin banyak tali yang menopang benda. Keuntungan mekanis sistem katrol akan semakin besar. Artinya semakin sedikit usaha yang dibutuhkan untuk mengangkat beban. Sistem katrol biasanya digunakan untuk mengangkat beban yang sangat berat. Biasanya terdapat di tempat kerja yang melibatkan alat berat.
Perhatikan contoh cara menentukan keuntungan mekanis sistem katrol pada gambar di bawah.
Berdasarkan gambar di atas, jumlah tali yang menopang benda ada sebanyak empat tali yang terhubung melalui katrol. Dengan demikian, sistem katrol di atas memiliki keuntungan mekanis sebesar 4 (empat). Besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban adalah seperempat dari berat benda w.
Baca Juga: Daftar Keuntungan dari Penggunaan Pesawat Sederhana
Keuntungan Mekanis Katrol (Roda) Bergandar
Katrol bergandar atau sering disebut roda bergandar merupapkan kombinasi katrol yang disatukan dalam satu sumbu poros. Biasanya terdiri atas katrol dengan beda ukuran, katrol besar dan katrol kecil. Katrol besar berhubungan dengan gaya yang bekerja. Pada katrol kecil menopang beban.
Keuntungan mekanis katrol bergandar dinyatakan sebagai perbandingan jari-jari katrol besar (R) dan jari-jari katrol kecil (r).
Demikianlah ulasan tentang keuntungan mekanis katrol, untuk jenis katrol tetap, katrol bebas atau katrol bergerak, dan katrol ganda. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.
Baca Juga: Katrol Bergerak: Persamaan Tegangan Tali dan Percepatan
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. Katrol Tetap
Sesuai dengan namanya, sistem katrol ini dibuat sedemikian rupa sehingga katrol tersebut tetap pada posisinya. Katrol bergerak adalah katrol yang bergerak jika sedang digunakan. Titik A adalah titik beban, titik B adalah titik kuasa, dan titik C adalah titik tumpu.