artinyaadalah katrol berubah posisi nya saat mengangkat benda katrol tetap adalah katrol tidak berubah posisinya saat mengangkat bendaimel25261imel25261Katrol tetap adalah katrol letaknya tetap tidak bergerak katrol bebas adalah katrol posisinya selalu berbah atau berpindah.keuntungan
Katrol adalah pesawat sederhana yang berupa suatu roda kecil beralur yang dapat berputar pada porosnya. Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat. Materi fisika kita kali ini akan membahas tentang pesawat sederhana katrol. Sebelumnya, kita telah menuntaskan materi pesawat sederhana lainnya, yaitu tuas pengungkit dan bidang miring. Kalian bisa membacanya di sini Tuas Pengungkit Bidang Miring Sebagaimana yang pernah dijelaskan, pesawat sederhana adalah alat bantu yang dapat memudahkan usaha atau kerja. Dengan alat bantu tersebut, gaya yang digunakan bisa diminimalisir sehingga energi tidak terlalu banyak terbuang. Dari sekian jenis pesawat sederhana, salah satu yang paling sering dimanfaatkan adalah katrol. Kakak yakin kalian pernah melihat alat yang satu ini. Lantas, bagaimana cara katrol dalam memudahkan usaha/kerja? Apa saja keuntungan menggunakan katrol? Nah, semuanya akan kita bahas dalam materi ini. Yuk, kita mulai saja pembahasannya... Pengertian Katrol Apa yang dimaksud dengan katrol? Dalam ilmu fisika, katrol adalah roda yang berputar tetapi tidak berjalan yang berfungsi untuk menarik dan mengangkat benda. Katrol digunakan bersama-sama dengan tali atau rantai yang dilingkarkan di sekeliling alur katrol. Salah satu ujung diikatkan dengan beban yang akan ditarik atau diangkat, sedangkan ujung lainnya tempat gaya kuasa bekerja. Benda akan lebih mudah terangkat dengan katrol daripada tanpa katrol. Hal ini telah banyak dibuktikan dalam kehidupan sehari-hari. Sebagai contoh, penggunaannya pada sumur timba. Sekarang kakak tanya, lebih mudah mana menimba air di sumur tanpa katrol atau dengan katrol? Pasti semuanya akan menjawab lebih mudah menimba dengan katrol. Mengapa bisa begitu? Alasannya bisa diketahui dengan memahami prinsip kerja katrol. Prinsip Kerja Katrol Sebenarnya, prinsip kerja katrol sama dengan prinsip tuas pengungkit. Perhatikan gambar di bawah ini Titik A adalah titik kuasa, B adalah titik tumpu, dan C adalah titik beban. Selain itu, katrol juga memiliki prinsip kerja yang hampir sama dengan roda dan poros. Bedanya adalah katrol mempunyai roda dan as yang tetap dan tidak berpindah-pindah, sedangkan roda ikut bergulir dan berpindah ke tempat yang lain. Katrol menempatkan beban di ujung tali sedangkan ujung tali yang lain digunakan untuk menarik beban tersebut. Pada saat menarik benda, arah gaya akan diubah. Benda yang harusnya diangkat ke atas dapat ditarik ke bawah dengan menggunakan katrol. Arah tarikan akan searah dengan arah gravitasi. Dengan memberikan gaya ke arah bawah, kerja kita terbantu oleh gaya berat tubuh kita yang juga berarah ke bawah. Akibatnya, kerja akan terasa lebih ringan. Jenis-Jenis Katrol Katrol terdiri dari 3 jenis, yaitu katrol tunggal tetap, katrol bebas bergerak, dan katrol majemuk. Berikut ini penjelasannya 1. Katrol Tetap Tunggal Katrol tetap tunggal adalah satu katrol yang ditambatkan pada tempat tertentu sehingga posisinya tetap. Katrol ini tidak dapat bergerak bebas. Tujuan katrol tetap adalah untuk mempermudah melakukan usaha dengan cara mengubah arah gaya, dan tidak berfungsi melipatgandakan besar gaya. Perhatikan gambar katrol tunggal tetap berikut ini Katrol tetap tunggal gaya kuasa yang digunakan untuk menarik beban sama dengan besar bebannya w = F karena lengan kuasa dan lengan beban sama panjang. Dengan kata lain, keuntungan mekanis katrol tetap adalah 1. Keuntungan katrol tetap adalah mengubah arah gaya yang seharusnya ke atas, menjadi ke bawah karena adanya katrol. Rumus Katrol Tetap Pada katrol tetap berlaku rumus tuas, yaitu w . lb = F . lk Karena lengan beban sama dengan lengan kuasa lb = lk, maka gaya kuasa sama dengan beban yang diangkat, dirumuskan F = w Keterangan w = berat benda N lb = lengan beban m F = gaya kuasa N lk = lengan kuasa m Keuntungan Mekanis Mekanik Katrol Tetap Pada katrol tetap, panjang lengan kuasa sama dengan lengan beban sehingga keuntungan mekanis mekanik pada katrol tetap adalah 1, artinya besar gaya kuasa sama dengan gaya beban. Rumus keuntungan mekanis katrol tetap adalah KM = w/F atau KM = lk/lb = 1 Keterangan KM = Keuntungan mekanis mekanik Contoh Katrol Tetap Peralatan sehari-hari yang menggunakan katrol tetap adalah kerekan pada tiang bendera dan sumur timba. 2. Katrol Bebas Bergerak Katrol bebas bergerak adalah katrol yang tidak dipasang di tempat yang tetap sehingga dapat dipindah-pindahkan. Beban digantung pada bagian poros atau sumbu katrol dan dihubungkan dengan tali. Pada katrol bebas bergerak gaya yang kita perlukan untuk menarik beban lebih kecil daripada berat beban yang kita tarik. Gaya pada katrol bebas diperkecil setengahnya. Jika beban 100 N, maka dibutuhkan kuasa sebesar 50 N. Rumus Katrol Bebas Bergerak Pada katrol bebas bergerak juga berlaku rumus w . lb = F . lk Panjang lengan kuasa dua kali panjang lengan beban lk = 2lb atau lk/lb = 2. Keuntungan Mekanis Katrol Bebas Bergerak Pada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 2, artinya besar gaya kuasa sama dengan setengah dari gaya beban. Rumus keuntungan mekanis mekanik katrol bebas bergerak adalah KM = w/F = 2 atau KM = lk/lb = 2 atau F = 1/2 w Contoh Katrol Bebas Bergerak Contoh katrol bebas bergerak dalam kehidupan sehari-hari adalah alat pengangkat peti kemas di pelabuhan. 3. Katrol Majemuk Sistem Katrol/Takal Katrol majemuk sistem katrol atau takal adalah gabungan dari beberapa katrol. Katrol majemuk dapat menggabungkan dua, tiga, atau empat katrol. Katrol majemuk digunakan untuk mengangkat benda-benda yang sangat berat. Makin berat suatu beban, makin banyak katrol yang perlu digabungkan. Katrol majemuk banyak digunakan pada derek-derek besar. Derek-derek ini dapat mengangkat beban yang sangat berat. Katrol majemuk terbagi menjadi dua macam, yaitu katrol majemuk berganda dan katrol blok berganda. Katrol majemuk berganda tersusun atas katrol tetap dan katrol bebas. Katrol majemuk blok berganda tersusun atas beberapa roda katrol yang disusun secara berdampingan dalam satu poros. Rumus Keuntungan Mekanis Mekanik Katrol Majemuk/Takal Keuntungan mekanis mekanik pada katrol majemuk adalah sejumlah tali yang digunakan untuk mengangkat beban. Rumus keuntungan mekanis mekanik katrol majemuk adalah KM = w/F = n atau KM = lk/lb = n n = jumlah tali atau jumlah katrol Contoh Katrol Majemuk Katrol majemuk dalam kehidupan sehari-hari digunakan untuk mengangkat beban-beban yang sangat berat. Semakin berat beban, semakin banyak katrol yang harus digunakan. Contoh Soal Katrol Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang katrol Contoh Soal 1 Katrol tetap yang ditarik dengan gaya 40 N mampu menarik beban sebesar? Jawaban Diketahui F = 40 N Ditanyakan w...? Penyelesaian Pada katrol tetap, w = F, jadi beban yang bisa diangkat sama dengan gaya yang digunakan, yaitu 40 N. Contoh Soal 2 Sebuah katrol tetap digunakan untuk menimba air. Bila setiap timba air beratnya 100 N, berapa kuasa yang dibutuhkan? Jawaban Diketahui w = 100 N Ditanyakan F....? Penyelesaian w/F = KM 100/F = 1 F = 100 . 1 F = 100 N Jadi, kuasa yang dibutuhkan untuk menimba air tersebut adalah 100 N. Contoh Soal 3 Sebuah katrol tetap digunakan untuk mengangkat beban sebesar 50 N. Jika lengan kuasanya 15 m. Berapakah gaya yang perlu dikeluarkan dan berapakah panjang lengan bebannya? Jawaban Diketahui w = 50 N lk = 15 m Ditanyakan a. F...? b. lb...? Penyelesaian a. w/F = KM 50/F = 1 F = 50 . 1 F = 50 N Jadi, gaya yang dikeluarkan untuk mengangkat beban adalah 50 N. b. lk/lb = KM 15/lb = 1 lb = 15 . 1 lb = 15 m Jadi, panjang lengan beban katrol adalah 15 meter. Contoh Soal 4 Sebuah katrol bergerak digunakan untuk mengangkat beban. Jika gaya yang diperluan untuk mengangkat beban tersebut 196 N, berapakah massa beban jika g = 9,8 m/s2? Jawaban Diketahui F = 196 N g = 9,8 m/s2 Ditanyakan m....? Penyelesaian F = 1/2 w w = 2 . F = 2 . 196 = 392 N w = m . g 392 = m . 9,8 m = 392/9,8 = 40 kg Jadi, massa beban tersebut adalah 40 kg. Contoh Soal 5 Sebuah benda yang beratnya N akan diangkat dengan katrol majemuk takal. Jika gaya kuasa yang dikerjakan hanya 400 N, berapakah banyaknya katrol yang harus digunakan? Jawaban Diketahui w = N F = 400 N Ditanyakan n....? Penyelesaian n = w/F = = 5 Jadi, jumlah katrol yang harus digunakan adalah 5 buah. Kesimpulan Katrol adalah pesawat sederhana yang berupa suatu roda kecil beralur yang dapat berputar pada porosnya. Gimana adik-adik, udah paham kan materi katrol di atas? Jangan bingung lagi yah. Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.
Paketcahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern. Katrol bebas yaitu katrol yang posisinya selalu berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya
Katrol merupakan salah satu pesawat sederhana yang cukup mudah dijumpai. Misalnya pada timba sumur, katrol dimanfaatkan untuk mengambil air dari dasar sumur ke permukaan. Contoh katrol yang dijumpai pada timba air merupakan jenis katrol tetap. Ada sebuah jenis katrol lain, yaitu katrol bebas atau yang sering juga disebut dengan katrol bergerak. Dikatakan sebagai katrol bergerak karena posisinya berubah-ubah tidak tetap. Contoh pemanfaatan katrol bergerak terdapat pada alat pengangkat petikemas. Menurut wikipedia, petikemas diartikan sebagai peti atau kotak yang memenuhi persyaratan teknis sesuai dengan International Organization for Standardization ISO sebagai alat atau perangkat pengangkutan barang. Di dalam isi petikemas memuat barang-barang yang akan diangkut untuk distribusi bahan berbagai keperluan di berbagai wilayah. Untuk mengangkat petikemas, biasanya digunakan alat berat yang memanfaatkan katrol bergerak di dalamnya. Alasan penggunaan katrol bergerak dikarenakan katrol ini memiliki keuntungan mekanis sebesar dua. Artinya, seseorang hanya memerlukan setengah dari berat benda untuk mengangkat benda tersebut menggunakan katrol bergerak. Untuk mengetahui prinsip kerja dari katrol bergerak, akan dijelaskan lebih lengkap melalui uraian di bawah. Ulasan meliputi persamaan gerak benda pada katrol bergerak, berupa persamaan gaya tegangan tali dan rumus percepatan gerak benda pada katrol bergerak. Simak uraian penjelasannya di bawah. Persamaan Gaya Tegangan Tali pada Katrol Bergerak Persamaan gerak benda pada katrol bergerak tidak lepas dari Hukum Newton. Persamaan yang diperoleh merupakan jumlahan gaya yang bekerja pada katrol tersebut. Kita akan melihat persamaan dari sebuah contoh sistem katrol. Diberikan sebuah sistem katrol, terdiri atas sebuah katrol tetap dan sebuah katrol bergerak. Gambarnya terlihat seperti berikut. Perhatikan gambar di atas! Jika massa benda pertama lebih besar maka benda pertama akan turun dan benda ke dua akan naik. Sebaliknya, jika massa benda ke dua lebih besar maka benda ke dua akan turun dan benda pertama akan naik. Terdapat dua kondisi di sini. Untuk itu, kita juga akan membahas persamaan pada katrol bergerak sesuai dengan kondisi yang terjadi. Kondisi Pertama Massa balok pertama lebih besar, sehingga benda pertama turun dan benda ke dua akan naik. Detail gaya pada sistem katrol menjadi seperti terlihat pada gambar di bawah. Persamaan yang bisa diperoleh adalah sebagai berikut. Resultan Gaya pada Balok 1 Berdasarkan Hukum II Newton, resultan gaya dinyatakan melalui persamaan di bawah. Balok 1 bergerak ke bawah, maka gaya yang arahnya ke bawah betanda positif sedangkan gaya yang arahnya ke atas tandanya negatif. Sehingga diperoleh persamaan di bawah. = m_{1} \times a_{1} \]" src=" style="height14px; width119px" title="Rendered by /> Resultan Gaya pada Balok 2 Balok 2 bergerak ke atas, maka gaya yang arahnya ke atas bertanda positif sedangkan gaya yang arahnya ke bawah bertanda negatif. = m_{2} \times g + m_{2} \times a_{2} \]" src=" style="height14px; width165px" title="Rendered by /> = \frac{m_{2} \times g + m_{2} \times a_{2}}{2} \]" src=" style="height29px; width148px" title="Rendered by /> Diperoleh dua persamaan tegangan tali pada sistem katrol seperti di bawah. Untuk kondisi yang ke dua tidak akan jauh beda dengan cara di atas. Perbedaan hanya terletak pada tanda positif dan negatif yang digunakan untuk menentukan arah gerak benda. Simak persamaan-persamaan yang berlaku untuk kondisi ke dua pada pembahasan berikut. Baca juga Hubungan antara Jarak, Waktu dan Kecepatan Percepatan Lengkap Contoh Soal Dan Pembahasannya Menentukan Kecepatan Minimal Benda di Titik Terendah agar dapat Bergerak Melingkar Penuh Kondisi Ke Dua Massa balok ke dua lebih besar, sehingga benda ke dua turun dan benda pertama akan naik. Detail gaya pada sistem katrol menjadi seperti terlihat pada gambar di bawah. Persamaan yang bisa diperoleh adalah sebagai berikut. Resultan Gaya pada Balok 1 Berdasarkan Hukum II Newton, resultan gaya dinyatakan melalui persamaan di bawah. Balok 1 bergerak ke atas, maka gaya yang arahnya ke atas berharga positif sedangkan gaya yang arahnya ke bawah berharga negatif. Sehingga diperoleh persamaan di bawah. Resultan Gaya pada Balok 2 Balok 2 bergerak ke bawah, maka gaya yang arahnya ke bawah bertanda positif sedangkan gaya yang arahnya ke atas bertanda negatif. = m_{2} \times g - m_{2} \times a_{2} \]" src=" style="height14px; width165px" title="Rendered by /> = \frac{m_{2} \times g - m_{2} \times a_{2}}{2} \]" src=" style="height27px; width148px" title="Rendered by /> Diperoleh dua persamaan berikut. Demikianlah cara mendapatkan persamaan-persamaan gaya tegangan tali yang terdapat pada sistem katrol. Rumus Percepatan Gerak Benda pada Katrol Bergerak Kita akan membutuhkan cara mendapatkan rumus persamaan yang berlaku pada sistem katrol untuk menentukan percepatan gerak benda pada katrol bergerak. Kita hanya ambil salah satu kondisi. Untuk kondisi yang lain memiliki cara yang sama, hanya tandanya yang berbeda. Perhatikan gambar sistem katrol yang diberikan di bawah. Gambar sebelah kiri menunjukkan kondisi awal sistem. Sedangkan gambar sebelah kanan menunjukkan kondisi sistem setelah beberapa waktu. Terlihat bahwa benda ke dua turun ke bawah dan benda pertama naik ke atas. Apakah percepatan naik benda pertama sama dengan percepatan turunnya benda ke dua? Di sini akan kita selidiki kasus tersebut. Lintasan yang dilalui benda 1 dan benda 2 memenuhi gerak lurus berubah beraturan, sehingga memenuhi persamaan. Tinjau Benda 1 Lintasan yang dilalui benda 1 adalah sejauh S, sehingga Karena kecepatan awal benda 1 adalah 0 = 0, maka Tinjau Benda 2 Seperti yang telah disinggung di atas bahwa lintasan yang dilalui benda 2 juga memenuhi gerak lurus berubah beraturan, sehingga memenuhi persamaan. Lintasan yang dilalui benda 2 adalah sejauh , sehingga Karena kecepatan awal benda 2 adalah 0 = 0, maka Perhatikan bahwa panjang tali yang berubah sama, maka = . Sehingga, Jadi, nilai percepatan benda pertama tidak sama dengan percepatan benda ke dua. Hubungannya ditunjukkan sebagai berikut.