Jenis Katrol
Berikut ini adalah jenis katrol yaitu katrol tetap, mejemuk dan tetap, beriku pembahasannya:
1. Katrol Tetap
Prinsip kerja katrol tetap adalah besar gaya kuasa sama dengan berat beban, sedangkan lengan kuasa sama dengan lengan beban. Dengan demikian, keuntungan mekanis katrol tetap adalah untuk mengubah arah gaya, yakni gaya angkat searah gaya berat orang yang mengangkat.
Katrol tetap adalah katrol yang bergerak tetap pada tempatnya dan tidak berpindah. Penggunaan katrol ini sering kita jumpai pada kerekan sumur untuk mengambil air di dalam sumur. Katrol ini masih tergolong mengangkat beban tidak telalu berat. Perhatikan gambar di bawah ini.
Tumpuan katrol atau tuas ada di tumpu O yaitu pusat katrol, tumpu B adalah titik beban sedangkan titik A adalah titik kuasa. OB bisa di katakana sebagai lengan beban dan O sebagai titik tumpu sedangkan OA sebagai lengan kuasa. Sebelum berbicara menganai katrol tetap lebih jauh lagi anda harus memahami titik-titiknya terlebih dahulu.
Keuntungan mekanis sama dengan perbandingan lengan kuas dengan beban. Sehingga besar keuntungan mekanisme pada katrol tetap )A/OB = 1 dengan OA dan OB msing-masing adalah jari katrol. Jika keuntungan mekanisme 1 sama dengan tidak ada keuntungan. Karena katrol tetap tidak mengecilkan gaya untuk mengangkat beban berat. Semua gaya akan tetap sama dan tetap.
Berikut ini adalah penting perlu di ingat bahwa katrol tetap dapat meubah arah gaya. Walaupun tetap dan tidak berpindah tetapi katrol tetap dapat mengubah gaya yang di lakukan. Jika kita menarik air di dalam sumur menggunakan katrol menarik kebawah lebih mudah dari pada menarik keatas, sehingga katrol mengubah gayanya menarik air ke bawah.
Rumus katrol tetap
F=W
Keterangan:
F = Gaya kuasa
W = Berat Beban
Keuntungan menggunakan katrol tetap dapat di rumuskan sebagai berikut:
KM = W/F = Ik/Ib = 1
Keterangan
KM = Keuntungan mekanik katrol
W = Berat Benda (N)
F = Gaya kuasa (N)
Ik = Lengan kuasa (m)
Ib = Lengan Beban (m)
2. Katrol Bergerak
Katrol bergerak adalah katrol dengan salah ujung tali terikat pada tempat yang tetap dan ujung yang lain ditarik ke atas pada sebuah gaya. Benda yang akan diangkat digantungkan pada poros katrol hingga besar beban total ialah berat katrol ditambah dengan berat beban benda.
Pada katrol bergerak, benda yang diangkat digantungkan pada poros katrol. Dengan demikian, gaya kuasanya adalah setengah kali berat beban. Keuntungan mekanik katrol bergerak jika gaya gesekannya diabaikan adalah beban/kuasa = W/F=2.
Katrol ini di gunakan untuk mengangkat beban yang berat misalnya peti-peti yang ada di pabrik dan bahan bangunan. Dalam pembangunan Gedung pasti ada yang namanya Crane yaitu alat untuk menangkat bahan bangunan untuk ke atas. Alat ini menggunakan katrol untuk mengangkat bebannya.
Rumus Katrol Bergerak
LK / LB = 2 / 1 = 2
Lk (diameter) = 2 LB (jari-jari)
Atau
KM = lk/lb
W/F = 2 atau F=1/2 W
Keterangan:
F = Gaya kuasa
W = Berat Beban
KM = Keuntungan mekanik katrol
W = Berat Benda (N)
F = Gaya kuasa (N)
Ik = Lengan kuasa (m)
Ib = Lengan Beban (m)
3. Katrol Majemuk
Katrol ini adalah katrol yang memiliki tumpuan titik lebih dari satu bisa dua, tiga dan seterusnya. mengapa memiliki titik tumpuan yang banyak? Karena katrol ini di gunakan untuk mengangkat beban yang sangat berat hingga ber ton ton.
Alat yang menggunakan katrol ini adalah alat untu mengangkat kerangka jembatan, dan peti kemas. Berat yang di tanggung sangat berat sehingga katrol ini memiliki jumlah tumpuan yang lebih banyak.
Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol bergerak dan katrol tetap. Dalam prinsip katrol majemuk adalah bebean diletakkan pada titik poros katrol bergerak. Katrol ini di hubungkan dengan beberapa katrol bergerak lainnya dan saling terkait.
Rumus Katrol Bergerak
W = 2 F n
Keterangan:
w = beban ( N )
F = kuasa ( N )
n = banyaknya katrol tiap blok
Contoh Soal
1. Benda dengan massa 200 kg ditarik ke atas dengan menggunakan katrol (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s). Hitunglah gaya tarik dan keuntungan mekanisnya jika yang digunakan :
(a) sebuah katrol tetap
(b) sebuah katrol bergerak
Diketahui:
w = m.g
w = 200 kg. 10 m/s
w = 2.000 N
Penyelesaian:
(a) sebuah katrol tetap
F = w
F = 2.000 N
Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol tetap adalah 2.000 N
Keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah
KM = w/F
KM = 2.000 N/2.000 N
KM = 1
Jadi keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah 1
(b) sebuah katrol bergerak
2F = w
2F = 2.000 N
F = 2.000 N/2
F = 1.000 N
Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak adalah 1.000 N
Keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah
KM = w/F
KM = 2.000 N/1.000 N
KM = 2
Jadi keuntungan mekanis untuk katrol bergerak adalah 2
2. Perhatikan gambar di bawah ini. Jika massa benda 50 kg, hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s? Hitunglah keuntungan mekanisnya?
Penyelesaian:
Untuk menjawab soal tersebut Anda harus mencari berat beban tersebut, yaitu:
w = m.g
w = 200 kg. 10 m/s
w = 2.000 N
untuk katrol bergerak, gaya yang diperlukan sama dengan setengah berat benda, dengan persamaan:
2F = w
2F = 500 N
F = 500 N/2
F = 250 N
Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak adalah 250 N
Tidak ada komentar:
Posting Komentar