Katrol

5/13/2018 Katrol - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/katrol-55a74fd5666ed 1/12

PESAWAT SEDERHANA

Pesawat sederhana adalah alat-alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan. Ada berbagai jenis pesawat sederhana antara lain bidang miring, tuas, dan katrol. di

dalam pembahasan pesawat sederhana ini....kalian akan sering bertemu dengan istilahkeuntungan mekanis (KM). keuntungan mekanis merupakan efek dari penggunaanpesawat sederhana yang menyebabkan gaya yang kita keluarkan untuk mengangkatbeban sama dengan berat beban dibagi dengan keuntungan mekanisnya.

F = W/KM

W = m.g

keterangan :F = gaya yang kita keluarkan (N)W = berat beban yang kita angkat (N)KM = keuntungan mekanism = massa beban (kg)g = percepatan grafitasi (m/s2)

Jadi semakin besar KM maka gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat bebansemakin kecil. Hmmm... mengapa bisa demikian?

Hal ini berkaitan dengan usaha/kerja yang kita lakukan. Sebenarnya, pesawat

sederhana tidak mengurangi total usaha/kerja yang kita keluarkan untuk mengangkatbeban. walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh.ingat :

usaha = gaya x jarak tempuh

Dengan kata lain, peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan.



A machine is a tool used to make work easier. Simple machines are simple tools usedto make work easier. Compound machines have two or more simple machines workingtogether to make work easier.

In science, work is defined as a force acting on an object to move it across a distance.Pushing, pulling, and lifting are common forms of work. Furniture movers do work whenthey move boxes. Gardeners do work when they pull weeds. Children do work whenthey go up and down on a see-saw. Machines make their work easier. The furnituremovers use a ramp to slide boxes into a truck. The gardeners use a hand shovel to helpbreak through the weeds. The children use a see-saw to go up and down. The ramp,the shovel, and the see-saw are simple machines.

Inclined Plane A plane is a flat surface. For example, a smooth board is a plane. Now, if the plane islying flat on the ground, it isn't likely to help you do work. However, when that plane isinclined, or slanted, it can help you move objects across distances. And, that's work! Acommon inclined plane is a ramp. Lifting a heavy box onto a loading dock is much



easier if you slide the box up a ramp--a simple machine.W edge Instead of using the smooth side of the inclined plane, you can also use the pointededges to do other kinds of work. For example, you can use the edge to push thingsapart. Then, the inclined plane is a wedge. So, a wedge is actually a kind of inclined

plane. An axeblade is a wedge. Think of the edge of the blade. It's the edge of a smoothslanted surface. That's a wedge!Screw Now, take an inclined plane and wrap it around a cylinder. Its sharp edge becomesanother simple tool: the screw. Put a metal screw beside a ramp and it's kind of hard tosee the similarities, but the screw is actually just another kind of inclined plane. Try thisdemonstration to help you visualize. How does the screw help you do work? Every turnof a metal screw helps you move a piece of metal through a wooden space. And, that'show we build things!Lever Try pulling a really stubborn weed out of the ground. You know, a deep, persistent weed

that seems to have taken over your flowerbed. Using just your bare hands, it might bedifficult or even painful. With a tool, like a hand shovel, however, you should win thebattle. Any tool that pries something loose is a lever. A lever is an arm that "pivots" (or turns) against a "fulcrum" (or point). Think of the claw end of a hammer that you use topry nails loose. It's a lever. It's a curved arm that rests against a point on a surface. Asyou rotate the curved arm, it pries the nail loose from the surface. And that's hard work!Wheel and Axle The rotation of the lever against a point pries objects loose. That rotation motion canalso do other kinds of work. Another kind of lever, the wheel and axle, moves objectsacross distances. The wheel, the round end, turns the axle, the cylindrical post, causingmovement. On a wagon, for example, the bucket rests on top of the axle. As the wheel

rotates the axle, the wagon moves. Now, place your pet dog in the bucket, and you caneasily move him around the yard. On a truck, for example, the cargo hold rests on top of several axles. As the wheels rotate the axles, the truck moves.Pulley Instead of an axle, the wheel could also rotate a rope or cord. This variation of thewheel and axle is the pulley. In a pulley, a cord wraps around a wheel. As the wheelrotates, the cord moves in either direction. Now, attach a hook to the cord, and you canuse the wheel's rotation to raise and lower objects. On a flagpole, for example, a rope isattached to a pulley. On the rope, there are usually two hooks. The cord rotates aroundthe pulley and lowers the hooks where you can attach the flag. Then, rotate the cordand the flag raises high on the pole.

If two or more simple machines work together as one, they form a compound machine.Most of the machines we use today are compound machines, created by combiningseveral simple machines. Can you think of creative ways to combine simple machinesto make work easier? Think about it.



1. Bidang Miring

bidang miring merupakan sebuah bidang miring yang digunakan untuk memindahkansebuah benda ke ketinggian tertentu.

Keterangan :s = panjang bidang miring (m)h = ketinggian (m)W = berat beban (N)F = gaya dorong (N)

F = W x (h /s)

Keuntungan Mekanis (KM) = s /h

Misalnya, berat kotak adalah 800 N berarti untuk memindahkan kotak diperlukan gayapaling sedikit 800 N, ketinggian permukaan bak mobil dari tanah (h) 1,5 m. Usaha yangdilakukan untuk mengangkat kotak tersebut adalah sebagai berikut :

W = F × h = 800 N × 1,5 m = 1.200 Nm

Bagaimana jika menggunakan bidang miring sepanjang 4,5 m? Usaha untukmemindahkan kotak ini adalah sama yaitu 1.200 Nm. Akan tetapi, karena jaraknya (s)lebih besar, gaya yang diperlukan untuk memindahkan kotak melalui bidang miringlebih sedikit.

F = W x (h /s) = 1.200 x (4,5/1,5) = 1.200 x 1/3 = 400 N

Prinsip bidang miring juga diterapkan pada berbagai macam alat buatan manusiaseperti baji, kapak, tatah, pisau, obeng, paku, sekrup....juga jalan yang berkelok-kelokdi pegunungan.



2. Tuas

Sistem kerja tuas terdiri atas tiga komponen, yaitu beban, titik tumpu, dan kuasa. Tuasdapat dibedakan menjadi 3 jenis. Pembagian ini berdasarkan pada letak titik gaya, titikbeban, titik tumpu.

a. Tuas Jenis Pertama

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik tumpunya terletak diantara titik gaya (kuasa) dan titik beban.

contoh alat dengan tuas jenis I :Gunting, catut, tang, pemotong kuku, linggis dll

b. Tuas Jenis Kedua

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik beban terletak di antara titik gaya (kuasa) dan titiktumpunya.

contoh alat dengan tuas jenis II :pembuka botol, gerobak beroda satu, pemotong kertas, pelubang kertas dll.

c. Tuas Jenis Ketiga

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik gaya terletak di antara titik tumpu dan titik beban.

contoh alat dengan tuas jenis III :pinset, pancing, sekop dll

di bawah ini merupakan gambar benda2 yang menggunakan prinsip tuas :



keterangan :a. tuas jenis pertamab. tuas jenis keduac. tuas jenis ketiga

Rumus-rumus dalam tuas :

F = W x (Lb /Lk)

KM = Lk /Lb

keterangan :

F = gaya yang dikerjakan pada tuas (N)W = beban tuas (N)Lb = lengan beban, adalah jarak antara titik tumpu

dengan dengan beban (m)Lk = lengan kuasa, adalah jarak antara titik tumpu

dengan kuasa/gaya yang dikerjakan (m)KM = keuntungan mekanis



3. Katrol

Katrol adalah roda berongga yang disepanjang sisinya untuk tempat tali. Katrol sangatbaik digunakan untuk memindahkan beban ke atas/bawah. Katrol dapat dibedakanmenjadi katrol tunggal tetap, katrol tunggal bergerak, dan takal (katrol majemukberganda).

a. Katrol Tunggal Tetap

katrol tunggal tetap terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya tidak berubah-ubah(tetap).Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal tetap = 1Keuntungan mekanis =1 berarti berat beban = gaya yang kita keluarkan untuk

mengangkat beban tersebut.maka,

F = W LB

katrol jenis ini memang tidak mengurangi besar gaya yang kita keluarkan, namun dapatmerubah arah gaya. Bila kita menarik suatu beban dari atas ke bawah tanpa katrolmaka kita harus mengeluarkan gaya dengan arah tersebut yaitu dari atas ke bawahsehingga kita kesulitan memanfaatkan berat tubuh kita. sedangkan bila menggunakankatrol (seperti yang terlihat pada gambar di atas) gaya yang kita keluarkan justruberarah dari atas ke bawah. Hal ini menyebabkan kita dapat memanfatkan berat tubuhkita untuk mengangkat beban tersebut jadi tangan kita tidak cepat lelah.

b. Katrol Tunggal Bergerak



katrol tunggal bergerak terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya dapat berubah-ubah (tetap)

Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal bergerak = 2maka,

F = 1/2.W

Keuntungan mekanisnya = 2 artinya kita hanya perlu mengeluarkan gaya separuh dariberat beban yang kita angkat ( F = W/KM).

c. Takal (Katrol ma jemuk /berganda)

Takal / Katrol majemuk atau berganda adalah katrol yang terdiri dari sebuah katrol tetep

dan satu atau lebih katrol bergerak... katrol ini biasanya digunakan untuk mengankatbeban yang sangant berat.

Keuntungan mekanis (KM) takal = Jumlah katrol

F = W/jumlah katrol



Katrol

Katrol Tetap

Katrol adalah suatu roda dengan bagian berongga di sepanjang sisinya untuk

tempat tali atau kabel. Katrol biasanya digunakan dalam suatu rangkaian yang

dirancang untuk mengurangi jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat suatu

beban. Walaupun demikian, jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban

tersebut mencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa

menggunakan katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tapi gaya tersebut harus

bekerja atas jarak yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu

beban secara kasar sama dengan berat beban dibagi jumlah roda. Semakin banyak

roda yang ada, sistem semakin tidak efisien karena akan timbul lebih banyak gesekan

antara tali dan roa. Katrol adalah salah satu dari enam jenis pesawat sederhana.

Tidak ditemukan catatan mengenai kapan dan oleh siapa katrol pertama kali

dikembangkan, tapi kemugkinan besar berasal dari Eurasia. Bagian dasar pembentuk

sistem katrol, roda, ditemukan beberapa waktu setelah penemuan di di Eurasia pada

masyarakat di belahan barat, Afrika sub-Sahara, dan Australia. Dipercayai juga

bahwa Archimedes mengembangkan rangkaian sistem katrol pertama, sebagai mana

dicatat oleh Plutarch.

RUMUS KATROL

Katrol tetap KM = 1

Katrol bergerak KM = 2

Katrol majemuk KM = n (n=jumlah katrol)



KM= Keuntungan Mekanik

Katrol Tetap

Pada Katrol Tetap Titik Tumpu terletakpada sumbu katrol artinyaJarak antara Titik Beban ke Titik Tumpusama dengan jarak antara kuasa ke titiktumpu dengan demikian maka panjanglengan beban sama dengan panjanglengan kuasa

Karena Lengan beban sama denganLengan KuasaMaka keuntungan mekanik pada katroltetap adalah :

Jadi keuntungan mekanik katrol tetapadalah 1Keuntungan lain dari katrol tetap adalahmengubah arah gaya dari gaya angkat

menjadi gaya tarik ke bawah

Untuk menentukan besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban dengan katroltetap dapat dihitung sebagai berikut :



Beban beratnya 100 N diangkat dengankatrol tetap seperti gambar di sebelah ini.Berapa besar gaya kuasa untukmengangkat beban tersebut.Berapa keuntungan mekaniknya?

Penyelesaian :Diketahui B = 100 N, diangkat dengankatol tetapDitanya F = ....?

Jawab :Katrol tetap F = BJadi F = 100 N

Katrol Bergerak

Pada katrol bergerak titik tumpu terletakpada tali yang terikat pada tempat tertentusedangkan titik beban terletak pada pusat(poros) katrol dan titik kuasa terletak pada

tali yang ditarik gaya.Oleh sebab itu maka panjang lengankuasa adalah 2 kali panjang lengan bebanJadi keuntungan mekanik katrol bergerakadalah 2 kali

Contoh cara menghitung besar gaya untuk mengangkat beban dengan katrol bergerak

Perhatikan gambar di bawah ini!



Benda 200 N diangkat dengan katrolbergerak, berapa besar kuasa untukmengangkat beban tersebutPenyelesaian :Diketahui B = 200 N, diangkat dengan

katol bergerakDitanya F = ....?Jawab : Katrol bergerakKeuntungan mekaniknya = 2 kali,

Katrol

Documents

Transcript of Katrol