Keuntungan Mekanis Katrol

By | July 12, 2018

Keuntungan Mekanis Katrol – Katrol merupakan salah satu jenis pesawat sederhana. Kegunaan katrol adalah memberi kemudahan manusia dalam melakukan kerja. Conto 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 katrol.

Katrol

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.

Simak keterangan lebih lanjut mengenai keuntungan mekanis katrol berikut.

 

Keuntungan Mekanis Katrol Tetap

Katrol tetap diambil dari jenis katrol sesuai dengan sifatnya, yaitu letaknya berada pada posisi yang sama. Kedudukan atau posisi dari katrol tetap dibuat selalu sama dan tidak berpindah. Titik tumpu katrol tetap berada di tengah katrol.

Jarak titik tumpu sistem katrol tetap dan titik beban disebut lengan beban, yang biasa ditulis l_{b}. Sedangkan jarak titik tumpu sistem katrol tetap dan titik kuasa disebut lengan kuasa, yang biasa ditulis l_{k}. Dalam katrol tetap ada gaya beban dan gaya kuasa. Gaya bebasn merupakan gaya yang bekerja pada beban w. Gaya kuasa adalah gaya yang diberikan pada sistem.

Gambar keterangan katrol tetap dan persamaan keuntungan mekanis katrol tetap diberikan seperti berikut.

Keuntungan Mekanis Katrol Tetap

Keterangan:

A = titik beban
B = titik kuasa
O = titik tumpu
OA = lengan beban (l_{b})
OB = lengan kuasa (l_{k})
F_{b} = gaya beban (W)
F_{k} = 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.

    \[ \frac{F_{b}}{F_{k}} = 1 \]

    \[ F_{b} = F_{k} \]

Terbukti bahwa gaya beban sama dengan gaya kuasa. Berikutnya, akan diulas tentang keuntungan mekanis katrol dengan jenis katrol bergerak (bebas).

 

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.

Keuntungan Mekanis Katrol Bebas

Keterangan:

A = titik beban
B = titik kuasa
O = titik tumpu
OA = lengan beban (l_{b})
OB = lengan kuasa (l_{k})
F_{b} = gaya beban (W)
F_{k} = gaya kuasa (F)

Perhatikan bahwa lengan kuasa sama dengan dua kali lengan beban. Karena OA = OB, merupakan jari-jari katrol. Dengan demikian berlaku,

    \[ l_{k} = 2 \cdot \_{b} \]

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.

    \[ F_{k} \cdot l_{k} = F_{b} \cdot l_{b} \]

    \[ F_{k} \cdot 2 \cdot l_{b} = F_{b} \cdot l_{b} \]

    \[ F_{k}  = \frac{ F_{b} \cdot l_{b}}{2 \cdot l_{b}} \]

    \[ F_{k}  = \frac{1}{2} F_{b} \]

Terbukti bahwa gaya kuasa sama dengan setengah gaya beban.

Selanjutnya adalah ulasan keuntungan mekanis pada sistem katrol ganda. Berapa besar keuntungan mekanis katrol ganda? Simak pada penjelasan lebih lengkapnya di bawah.

 

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.

Keuntungan Mekanis Sistem Katrol

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.

Keuntungan Mekanis Sistem Katrol

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.

 

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).

Keuntungan Mekanis Katrol Bergandar

 

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