KATROL DAN RODA

Jenis pesawat sederhana yang ketiga adalah katrol. Katrol merupakan roda yang berputar pada sebuah poros yang diberi tali atau rantai pada bagian sisinya. Katrol berfungsi untuk mengangkat suatu benda atau menarik suatu beban.

Secara prinsip, katrol merupakan pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol dapat diklasifikasikan menjadi empat jenis, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol ganda (takal), dan blok katrol.

Katrol Tetap

Katrol tetap adalah katrol yang posisinya tidak berpindah ketika dioperasikan. Katrol jenis ini sering dipasang di tempat-tempat tertentu. Seperti contohnya katrol yang dipakai sumur timba dan pada tiang bendera.

Pada jenis katrol tetap, panjang lengan kuasa sama dengan lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 1, yang berarti gaya kuasa sama dengan gaya beban.

Katrol Bebas

Tidak sama dengan jenis katrol tetap, di katrol bebas posisi atau kedudukan katrol tidak tetap atau berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini sering ditempatkan di atas tali yang kedudukannya bisa dirubah.

Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Apabila ujung lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa ditemukan pada alat-alat pengangkat peti kemas yang ada di pelabuhan.

Pada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan bebas menjadikan keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 2, yang berarti gaya kuasa sama dengan setengah dari gaya beban.

Katrol Ganda

Katrol ganda adalah perpaduan antara katrol tetap dengan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol ganda, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan dengan penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat ke atas.

Ketika menggunakan katrol ganda, gaya yang dibutuhkan lebih kecil dibandingkan dengan katrol bebas dan katrol tetap. Tetapi, kinerja katrol ganda bergantung pada banyaknya tali yang digunakan untuk mengangkat suatu beban

Katrol dapat dibedakan menjadi:

- Katrol tetap : katrol yang tidak mengalami pergerakan karena terkait pada suatu titik tumpu tertentu.

Persamaan :

F = w dan KM = 1

- Katrol bergerak/Bebas : katrol yang bergerak pada waktu kuasa bergerak.

Persamaan:

- Sistem Katrol/ Katrol Ganda

Biasanya dipakai untuk mengangkut benda yang berat, dan digunakan takal (sistem katrol) yang terdiri dari katrol tetap dan katrol bergerak supaya mendapatkan keuntungan mekanis yang lebih besar.

dari gambar di atas terlihat terdapat 3 tali maka :

W = F + F + F

atau

Katrol merupakan cakram bundar (terbuat dari logam atau kayu) dengan alur tali di tepinya.Katrol dapat berputar pada titik pusatnya yang disebut poros.

Ujung poros didukung oleh bingkai yang disebut blok yang dilekatkan pada sebuah penahan.

Jenis-jenis katrol

Contoh Soal 

Indra hendak mengangkat sebuah beban dengan menggunakan katrol tunggal bergerak. Apabila berat beban tersebut 2.000 N, maka besar gaya yang harus diberikan indra yaitu….

Cara penyelesaian:
Diketahui:
w : 2.000 N
KM : 2

Ditanya F…?
Jawab:

Katrol tunggal berfungsi mengalihkan gaya namun tidak mengubah arah gaya. Keuntungan mekanis katrol bergerak yaitu 2, Rumus keuntungan mekanis yaitu:

Keterangan:
KM = Keuntungan Mekanis
w = beban berat (N)
F = gaya/kuasa (N)
lf = lengan kuasa (m)
lw = lengan beban (m)

KM = w/F
2 = w/F
2F = w
2F = 2.000 N
F = 2.000/2
F = 1.000 N

Jadi gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan benda tersebut adalah sebesar 1000 N.

Roda begandar

Roda begandar terdiri atas sebuah roda yang dihubungkan dengan sebuah gandar yang bisa diputar secara bersama-sama.

Rumus :

Keterangan:

R = Jari-jari roda

r = jari-jari gandar

Gambar :

Contoh soal:

Sebuah roda bergandar diketahui diameter rodanya 1 meter, sedangkan diameter gandarnya 20 cm. Alat itu digunakan untuk mengangkat beban seberat 80 newton. Tentukan keuntungan mekanik ideal roda bergandar!

Penyelesaian:

Diketahui: jari-jari roda (R) = 1 m

jari-jari gandar (r) = 20 cm = 0,2 m

berat beban (W) = 80 N

Ditanyakan: keuntungan mekanik ideal (IMA)

Jawab:

Jadi, keuntungan mekanis ideal roda bergandar adalah 5