Katrol adalah pesawat sederhana berbentuk roda yang berputar pada porosnya. Katrol memiliki tali atau rantai sebagai penghubung antar katrol dengan beban. Katrol dapat digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu katrol tetap, katrol bebas dan katrol majemuk. Katrol biasanya digunakan untuk menarik atau mengangkat benda berukuran berat. Contoh katrol dalam kehidupan sehari-hari seperti penggunaan timba sumur.
Untuk lebih lengkapnya, dibawah ini akan kami jelaskan secara lengkap tentang pengertian katrol, rumus dan contoh soal dengan penjelasannya.
Baca Juga : Pesawat Sederhana dan Penjelasannya
Pengertian Katrol
Katrol adalah pesawat sederhana berbentuk roda yang berputar pada porosnya dan dilewati oleh rantai atau tali. Pada salah satu ujung katrol menarik dan ujung satunya adalah letak beban. Pada roda di tepi kanan dan kiri di buat lebih tinggi dari bangian tengah agar tali dapat dipasang dan bergerak sepanjang badan roda tersebut.
Katrol sering digunakan dalam kehidupan sehari hari untuk memudahkan pekerjaan manusia. Contohnya untuk mengangkat benda yang berat seperti pada penggunaan timba di sumur.
Berdasarkan prinsipnya, kerja katrol lebih miring dengan tuas yang bertujuan untuk mengangkat benda dengan gaya sekecil mungkin.
Baca Juga : Pengertian Bidang Miring dan Penjelasannya
Jenis Jenis Katrol
Katrol dapat digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu katrol tetap, katrol bebas dan katrol majemuk. Berikut penjelasannya:
1. Katrol Tetap
Katrol tetap memiliki prinsip kerja yaitu besar gaya kuasa sama dengan berat beban, sedangkan lengan kuasa sama dengan lengan beban. Sehingga keuntungan mekanis katrol tetap adalah untuk mengubah arah gaya. yaitu arah angkat searah gaya berat orang yang mengangkat.
Pada katrol tetap akan bergerak tetap pada tempatnya. Salah satu penggunaan katrol tetap dalam kehidupan sehari-hari seperti pada timba untuk mengambil air di sumur. Perhatikan pada gambar dibawah ini:
Rumus Katrol Tetap
F = w
Keterangan :
F = Gaya Kuasa
w = Berat Beban
Keuntungan mekanik katrol tetap adalah bernilai satu. Keuntungan mekanik katrol tetap dapat dirumuskan sebagai berikut :
KM = W/F = Ik/Ib = 1
Keterangan :
KM = Keuntungan mekanik katrol
w = berat benda (N)
F = gaya kuasa (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)
Baca Juga : Pengertian Tuas dan Penjelasannya
2. Katrol Bergerak
Katrol bebas adalah jenis katrol dengan salah satu ujung tali terikat pada tempat yang tetap dan ujung satunya ditarik ke atas pada sebuah gaya. Pada katrol bergerak, benda yang diangkat akan digantungkan pada poros hingga besar beban total adalah berat katrol dengan berat dari beban benda.
Pada katrol bergerak, gaya kuasa yang dikeluarkan untuk menarik beban bernilai setengah dari berat beban. Karena itulah, keuntungan mekanik katrol bebas bernilai 2. Contoh penggunaan katrol bebas biasanya ditemukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan dan box besar di pabrik atau bahan bangunan. Katrol bergerak cocok digunakan untuk mengangkat beban berat.
Rumus Katrol Bergerak
Pada gambar diatas, B berperan sebagai titik tumpu, O sebagai titik beban dan A sebagai titik kuasa. Maka, BO = lengan beban dan BA = lengan kuasa. Keuntungan mekanis dari katrol bergerak adalah 2, karena beban di topang oleh 2 tali.
Secara matematis rumus yang digunakan pada katrol bergerak adalah sebagai berikut:
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)
Baca Juga : Hukum Kirchoff dan Penjelasannya
3. Katrol Majemuk
Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bergerak. Katrol majemuk bagian paling atas adalah katrol tetap, sedangkan katrol dibawahnya adalah katrol bergerak. Keduanya terhubung dengan tali seperti pada gambar dibawah ini.
Katrol majemuk memiliki titik tumpu lebih dari satu karena jenis katrol ini sering digunakan untuk mengangkat beban yang sangat berat. Contohnya seperti digunakan untuk mengangkat kerangka jembatan yang memiliki berat hingga berton-ton.
Keuntungan mekanik dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali atau jumlah katrol yang digunakan untuk mengangkat benda tersebut.
Rumus Katrol Majemuk
W = 2 F n
Keterangan:
w = beban ( N )
F = kuasa ( N )
n = banyaknya katrol tiap blok
Contoh Soal Katrol Majemuk
Soal 1:
Diketahui sebuah balok dengan tinggi 2 m dan berat 100N. Maka hitunglah berapa besar gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat balok dan berapa usaha yang dilakukan pada balok tersebut.
Pembahasan:
Diketahui:
w = 200 N
s = h = 4 m
Ditanya:
F = …?
W = …?
Dijawab:
Keuntungan mekanik katrol tetap = 1
KM = W/F
F = W/KM
F = 100 N/1 = 100 N
Besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat balok tersebut adalah 100 N
W = F s
W = 100 N x 2 m
W = 200 Nm = 200 J
Jadi, besar usaha yang dilakukan pada balok tersebut adalah 200 J
Soal 2.
Sebuah box diangkat oleh Dino menggunakan katrol bergerak dengan gaya yang gunakan adalah sebesar 100N. Berapakah berat beban yang dapat diangkat oleh Dino?
Pembahasan:
Diketahui:
F = 100N
Ditanya:
W = …?
Dijawab:
Keuntungan mekanik katrol tetap = 2
KM = w/f
w = KM F
W = 2 x 100 N
W = 200 N
Baca Juga : Hukum Kekekalan Energi dan Penjelasannya
Demikian artikel mengenai Pengertian Katrol dan Penjelasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.