Pengertian, Jenis dan Keuntungan Mekanis Katrol

Pernakah anda melihat orang mengambil air di sumur dengan menggunkan timba? Alat apa yang digunakan untuk mengambil air di sumur yang kedalamannya mencapai puluhan meter? Ya benar sekali. Orang akan menggunkan katrol untuk membantu mengangkat atau memindahkan air dari dalam sumur. Nah, pada kesempatan ini Mafia Online akan membahas lebih lengkap mengenai pengertian katrol, jeni-jenis katrol dan keuntungan mekanis katrol.

Pengertian katrol adalah roda dengan galur yang melingkar (seperti pelek sepeda). Seperti halnya tuas, katrol juga memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol terdiri atas katrol tetap, katrol  bergerak, katrol kombinasi (takal), dan katrol (roda) bergandar.

Katrol Tetap

Sesuai dengan namanya, sistem katrol ini dibuat sedemikian rupa sehingga katrol tersebut tetap pada posisinya. Katrol tetap adalah katrol yang letaknya tetap (tidak bergerak). Katrol tetap sering digunakan pada sumur timba (contohnya coba lihat gambar kartol tetap di bawah ini).

Gambar katrol tetap dan skema prinsip kerja katrol tetap

Seperti halnya tuas, titik A adalah titik tumpu, titik B adalah titik beban, dan titik C adalah titik kuasa. Jarak AC adalah lengan kuasa (l_k) dan jarak AB adalah lengan beban (l_b)

Setelah kita ketahui jarak lengan beban dan lengan kuasa maka keuntungan mekanis (Km) katrol tetap dapat dicari. Sama halnya seperti mencari keuntungan mekanis (Km) pada tuas, maka keuntungan mekanis (Km) pada kartol tetap adalah sebagai berikut.

(Ingat)** Jarak lengan beban (AB) sama dengan jarak lengan kuasa (AC) atau l_b = l_k atau AB = AC, oleh karena itu keuntungan mekanis katrol tetap adalah 1.

Meskipun keuntungan mekanis menggunakan katrol ini sama dengan satu, namun beban akan terasa lebih ringan daripada tanpa katrol (langsung dengan tali). Hal ini disebabkan oleh gaya yang dilakukan searah dengan berat badanmu. Akan tetapi dampak dari keuntungan mekanis sama dengan 1 (satu) adalah gaya yang kita keluarkan akan sama dengan berat benda, sehingga katrol tetapi tidak bisa digunakan untuk mengangkat benda yang massanya besar. Coba kamu bayangkan apa yang terjadi jika massa bandan kamu itu 50 kg lalu menarik benda dengan katrol yang massanya 56 kg? anda tidak akan mampu menarik benda tersebut justru anda yang tertarik oleh benda tersebut.

Oleh karena itu pemanfaatan katrol tetap hanya bisa digunkan untuk menarik atau mengangkat benda yang massanya kecil. Contoh pemanfaatan katrol tetap adalah sebagai berikut.

1. Menarik air dari dalam sumur dengan timba
2. Menaikan bendera agar sampai dipuncak tiang bendera
3. Menaikan sangkar burung pada saat even lomba burung

Contoh pemanfaatan katrol tetap pada event lomba kicau burung
Sumber gambar: humas-trenggalek2.blogspot.com

Katrol  Bergerak

Contoh gambar katrol bergerak dan skema prinsip kerja katrol bergerak

Katrol bergerak adalah katrol yang bergerak jika sedang digunakan. Titik  A  adalah titik beban, titik B adalah titik kuasa, dan titik C adalah titik tumpu. Jarak AC adalah lengan beban dan jarak BC adalah lengan kuasa. Keuntungan mekanisnya sebagai berikut.

Karena BC = 2 AC,  maka keuntungan mekanisnya:

Jadi, katrol bergerak mempunyai keuntungan mekanis 2, artinya perbandingan antara berat beban dan gaya sama dengan dua. Jika kamu mengangkat beban menggunakan katrol jenis ini, kamu hanya perlu memberikan gaya sebesar setengah kali berat beban. Kenapa orang-orang tidak menggunkan katrol bergerak untuk mengangkat air dari dalam sumur? Kenapa orang-orang menggunakan katrol tetap untuk mengangkat air dari dalam sumur yang keuntungan mekanisnya hanya 1? Apa bahaya dari katrol bergerak?

Ingat perlu diperhatikan, walaupun katrol bergerak memiliki keuntungan mekanis 2 yang artinya untuk mengangkat benda diperlukan gaya setengah dari berat benda tersebut, tidak bisa diterapkan di dalam menaikan air dari dalam sumur dengan menggunakan katrol bergerak karena gaya yang kita berikan arahnya berlawanan dengan arah berat benda. Selain melawan berat benda kita juga akan melawan berat tubuh kita sendiri. Jadi sangat berbahaya menggunkan katrol bergerak, jika salah sedikit saja bisa-bisa kita yang tercemplung ke dalam sumur. Jangan coba-coba menggunkan katrol bergerak untuk mengangkat air dari dalam sumur.

Katrol Kombinasi (takal) atau Sistem Katrol

Katrol kombinasi merupakan gabungan katrol tetap dan katrol bergerak yang juga disebut takal. Jadi pengertian takal adalah katrol majemuk yang terdiri atas katrol-katrol tetap dan katrol-katrol bergerak. Takal biasa digunakan untuk mengangkat beban yang massanya besar. Biasanya, sistem katrol ini digunakan untuk mengangkat beban yang massanya mencapai beberapa ton, misalnya kerangka jembatan dan peti kemas. Dengan sistem katrol, kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut dapat semakin diperkecil. Takal dapat menggunakan dua katrol di mana satu sebagai katrol tetap dipasang di atas dan satu lagi sebagai katrol bergerak. Takal juga dapat menggunakan tiga atau empat katrol.

Contoh gambar katrol kombinasi (takal) atau sistem katrol

Keuntungan mekanik tergantung jumlah katrol dan tali yang menanggung beban. Jika gaya gesekan katrol diabaikan, untuk sistem katrol berlaku persamaan berikut:

w=2 F n

dengan:

w = beban (N)

F = gaya (N)

N = banyaknya katrol

Keuntungan mekanik dari sistem katrol adalah . Jadi keuntungan mekanik sistem katrol bergantung pada banyaknya katrol yang ada.

Katrol (Roda) Bergandar

Gambar katrol (roda) bergandar

Katrol (roda) bergandar adalah beberapa katrol yang disatukan sumbunya. Katrol besar untuk gaya yang bekerja, sedangkan katrol kecil untuk beban. Keuntungan mekanis katrol bergandar adalah pada perbandingan jari-jari roda besar (R) dan jari-jari roda kecil (r).