Contoh Soal Dan Pembahasan Tentang Katrol

Untuk menjawab soal ini Anda harus paham dengan jenis-jenis katrol, karena tiap jenis katrol memiliki gaya angkat dan keuntungan mekanis yang berbeda-beda. Kalau Anda sudah paham coba pelajari contoh soal berikut ini.

Contoh Soal 1

Benda dengan massa 200 kg ditarik ke atas dengan menggunakan katrol (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s). Hitunglah gaya tarik dan keuntungan mekanisnya jika yang digunakan : (a) sebuah katrol tetap, (b) sebuah katrol bergerak, dan (c) sebuah takal yang terdiri dari empat buah katrol.

Penyelesaian:

Untuk menjawab soal tersebut Anda harus mencari berat beban tersebut, yaitu:

w = m.g

w = 200 kg. 10 m/s

w = 2.000 N

(a) untuk katrol tetap (tidak bergerak) gaya yang diperlukan sama dengan berat benda, dengan persamaan:

F = w

F = 2.000 N

Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol tetap adalah 2.000 N

Keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah

KM = w/F

KM = 2.000 N/2.000 N

KM = 1

Jadi keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah 1

(b) untuk katrol bergerak, gaya yang diperlukan sama dengan setengah berat benda, dengan persamaan:

2F = w

2F = 2.000 N

F = 2.000 N/2

F = 1.000 N

Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak adalah 1.000 N

Keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah

KM = w/F

KM = 2.000 N/1.000 N

KM = 2

Jadi keuntungan mekanis untuk katrol bergerak adalah 2

(c) untuk sistem takal yang terdiri dari empat buah katrol (n = 4), berlaku persamaan:

w = 2nF

F = w/2n

F = 2.000 N/2.4

F = 2.000 N/8

F = 250 N

Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan sistem takal yang terdiri dari empat buah katrol adalah 250 N

Keuntungan mekanis untuk sistem takal yang terdiri dari empat buah katrol adalah

KM = w/F

KM = 2.000 N/250 N

KM = 8

Jadi keuntungan mekanis untuk untuk sistem takal yang terdiri dari empat buah katrol adalah 8

Contoh Soal 2

Bila berat beban 1.500 N ditarik ke atas dengan menggunakan katrol bergerak. Hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut!

Penyelesaian:

Untuk katrol bergerak, gaya yang diperlukan sama dengan setengah berat benda, dengan persamaan:

2F = w

2F = 1.500 N

F = 1.500 N/2

F = 750 N

Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak adalah 750 N

Contoh Soal 3

Perhatikan gambar di bawah ini. Jika massa benda 50 kg, hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s)? Hitunglah keuntungan mekanisnya?

Penyelesaian:

Untuk menjawab soal tersebut Anda harus mencari berat beban tersebut, yaitu:

w = m.g

w = 50 kg. 10 m/s

w = 500 N

untuk katrol tetap (tidak bergerak) gaya yang diperlukan sama dengan berat benda, dengan persamaan:

F = w

F = 500 N

Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol tetap adalah 500 N

Keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah

KM = w/F

KM = 500 N/500 N

KM = 1

Jadi keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah 1

Contoh Soal 4

Perhatikan gambar di bawah ini. Jika massa benda 50 kg, hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s? Hitunglah keuntungan mekanisnya?

Penyelesaian:

Untuk menjawab soal tersebut Anda harus mencari berat beban tersebut, yaitu:

w = m.g

w = 200 kg. 10 m/s

w = 2.000 N

untuk katrol bergerak, gaya yang diperlukan sama dengan setengah berat benda, dengan persamaan:

2F = w

2F = 500 N

F = 500 N/2

F = 250 N

Jadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak adalah 250 N

Keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah

KM = w/F

KM = 500 N/250 N

KM = 2

Jadi keuntungan mekanis untuk katrol bergerak adalah 2

Demikianlah beberapa contoh soal tentang katrol, semoga contoh soal di atas mampu memantapkan pemahaman Anda mengenai jenis-jenis katrol.