Fisika Katrol

PESAWAT SEDERHANA

·         SK       : Memahami prinsip kerja pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari

·        KD      :  Mendeskripsikan prinsip kerja pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari hari.

Indikator  :

1.      Menjelaskan prinsip pesawat sederhana.

2.      Menentukan besarnya keuntungan mekanisme pesawat sederhana

3.      Menjelaskan macam macam pesawat sederhana.

4.      Menyebutkan contoh pesawat sederhana.

A.    Pengertian pesawat sederhana

Pesawat sederhana merupakan alat-alat yang dapat memudahkan  pekerjaan  manusia. Untuk melakukan berbagai pekerjaan, misalnya membuka tutup botol, memanjat pohon, menimba air, dan memindahkan barang yang berat kamu dapat menggunakan pesawat untuk mempermudah  pekerjaan tersebut. Pesawat dapat memperkecil gaya yang dikeluarkan. Pesawat ada yang rumit dan ada yang sederhana. Pesawat rumit tersusun atas pesawat-pesawat sederhana.

B.     Macam –macam pesawat sederhana

Terdapat 4 jenis pesawat sederhana, yaitu bidang miring, tuas, katrol, dan roda gigi.  Pada bab ini akan dibahas pesawat sederhana katrol dan roda gigi.

1.      Katrol

Menimba air adalah  kegiatan yang tidak mudah. Memindahkan benda dari bawah ke atas melawan gravitasi tidak akan berhasil tanpa adanya gaya yang besar. Sejauh  ini  dalam kehidupan sehari-hari memindahkan benda ke atas dapat menggunakan bantuan  katrol.

Hal ini disebabkan  penggunaan katrol untuk memindahkan benda mempunyai keuntungan mekanik yang besar. Katrol adalah roda beralur dengan sebuah tali atau rantai yang lewat pada alur itu. 

Katrol berfungsi untuk memudahkan kita dalam melakukan kerja tentunya untuk memndahkan beban ke atas.(lihat gambar) 

  

Ada 3 jenis katrol, yaitu :

a.       Katrol Tunggal Tetap : Sitem katrol tetap katrolnya tidak bergerak naik turun

b.      Katrol Tunggal  Bergerak : Sistem katrol bergerak ada bagian katrol yang bergerak naik turun bersama beban

c.       Katrol majemuk : Sistemnya merupakan gabungan katrol tetap dan katrol bergerak

a.      Katrol Tunggal Tetap

Sesuai dengan namanya, sistem  katrol ini dibuat sedemikian rupa sehingga katrol tersebut tetap pada posisinya. Contoh katrol tetap dalam kehidupan sehari-hari yaitu katrol untuk menimba air dan tali dan beban pada tiang bendera. Katrol tetap, seperti yang digunakan orang pada puncak tiang bendera, dapat mengubah arah gaya kuasa. Ketika kamu  menarik ke bawah pada lengan kuasanya dengan tali, katrol itu menaikkan benda yang dihubungkan dengan lengan beban.

Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1 (satu).  Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa.

Pada katrol tetap titik tumpu terletak pada sumbu katrol artinya jarak antara titik beban ke titik tumpu  sama dengan jarak antara kuasa ke titik tumpu dengan demikian maka panjang lengan be

ban sama dengan panjang lengan kuasa. Karena lengan beban sama dengan lengan kuasa, maka keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah: 

Jadi keuntungan katrol tunggal tetap, pada katrol tetap, panjang lengan kuasa sama dengan lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 1, artinya besar gaya kuasa sama dengan gaya beban.

b.      Katrol Tunggal Bergerak

Dinamakan katrol bergerak karena saat digunakan katrol ini turut bergerak. Pada katrol bergerak masing-masing kuasa hanya memikul setengah dari berat benda. Katrol bebas dikaitkan pada beban yang hendak diangkat. Tidak seperti katrol tetap, katrol bebas melipatkan gaya.

Oleh karena itu keuntungan mekaniknya lebih besar daripada 1. Pada kenyataannya, keuntungan mekanik katrol bebas tunggal sama dengan 2. Ini berarti gaya kuasa 1N akan mengangkat beban 2N. Sesuai dengan hukum kekekalan energi, jarak kuasa-nya harus dua kali lebih besar dari jarak beban.

Katrol ini dalam keseharian sering digunakan untuk mengangkat barang-barang pada tukang bangunan bertingkat tinggi.

Pada katrol bergerak titik tumpu terletak pada tali yang terikat pada tempat tertentu sedangkan titik beban terletak pada pusat (poros) katrol dan titik kuasa terletak pada tali yang ditarik gaya. Oleh sebab itu maka panjang lengan kuasa adalah 2 kali panjang lengan beban. Jadi keuntungan mekanik 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.

c.       Katrol majemuk

Katrol majemuk atau disebut katrol takal  merupakan  perpaduan dari katrol tetap dan katrol bergerak. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat beserta bergeraknya katrol bebas ke atas.

Katrol majemuk ini jika digunakan akan memberikan gaya yang lebih kecil dibandingkan dengan katrol bebas dan katrol tetap. Keuntungan mekanik tergantung jumlah katrol dan tali yang menanggung bebas