Rumus Katrol
Adapun rumus-rumus katrol utama yang digunakan dalam fisika meliputi:
1. Rumus Keuntungan Mekanik (Mechanical Advantage)
Keuntungan mekanik adalah perbandingan antara gaya yang diperlukan untuk mengangkat atau menggerakkan benda dengan menggunakan katrol dan gaya yang diperlukan jika benda tersebut diangkat atau digerakkan tanpa katrol.
BACA JUGA :
Rumus pemuaian luas beserta pengertian, contoh penerapan, dan cara menghitungnya
Keuntungan mekanik dapat dihitung dengan rumus berikut:
Keuntungan Mekanik (MA) = W/F
Di mana:
- MA adalah keuntungan mekanik.
- W adalah gaya yang terangkat oleh katrol.
- F adalah gaya yang diberikan pada katrol.
BACA JUGA :
Rumus resultan gaya lengkap dengan pengertian, contoh soal, dan cara pengerjaan
2. Rumus Keuntungan Mekanik Katrol Tetap
Dalam kasus katrol tetap, keuntungan mekanik adalah 1, karena katrol tetap hanya mengubah arah gaya tanpa mengurangi gaya yang diperlukan. Oleh karena itu, rumusnya adalah:
MA Katrol Tetap = 1
3. Rumus Keuntungan Mekanik Katrol Bergerak
Dalam kasus katrol bergerak, keuntungan mekanik dapat dihitung sebagai dua kali lipat dari jumlah katrol bergerak yang digunakan. Rumusnya adalah:
MA Katrol Bergerak = 2n
Dimana, (n) adalah jumlah katrol bergerak yang digunakan.
4. Rumus Hubungan Jarak yang Diangkat dengan Katrol
Ketika kamu menggunakan katrol untuk mengangkat benda, kamu dapat menghitung jarak vertikal yang diangkat oleh benda dengan rumus berikut:
Jarak Diangkat (d) = Panjang Tali (l)/2
Rumus di atas berlaku untuk katrol bergerak. Jika kamu menggunakan lebih dari satu katrol bergerak, kamu dapat menggandakan jarak yang diangkat.
Contoh Soal Katrol dan Cara Pengerjaan
Mari kita lihat beberapa contoh soal yang melibatkan penggunaan rumus katrol beserta cara pengerjaannya:
Contoh Soal 1:
Sebuah kotak yang beratnya 500 N akan diangkat menggunakan katrol tetap. Jika seorang pekerja harus memberikan gaya sebesar 100 N untuk mengangkat kotak, berapakah keuntungan mekanik dari penggunaan katrol ini?
Pemecahan:
Kita dapat menggunakan rumus keuntungan mekanik (MA) untuk menghitungnya:
Perhatikan gambar berikut ini!
foto: istimewa
Jadi, keuntungan mekanik dari penggunaan katrol tetap adalah 5.
Contoh Soal 2:
Sebuah bendera dengan berat 200 N akan diangkat menggunakan dua katrol bergerak. Jika seorang pekerja memberikan gaya sebesar 50 N, berapakah keuntungan mekanik dari penggunaan dua katrol bergerak ini?
Pemecahan:
Kita dapat menggunakan rumus keuntungan mekanik katrol bergerak:
Perhatikan gambar berikut ini!
foto: istimewa
Jadi, keuntungan mekanik dari penggunaan dua katrol bergerak adalah 4.
Contoh Soal 3:
Sebuah benda diikat pada ujung tali yang melalui katrol. Saat tali ditarik sejauh 4 meter, berapa jarak vertikal yang diangkat oleh benda tersebut jika menggunakan satu katrol bergerak?
Pemecahan:
Kita dapat menggunakan rumus hubungan jarak yang diangkat dengan katrol:
Perhatikan gambar berikut ini!
foto: istimewa
Jadi, jika tali ditarik sejauh 4 meter, benda tersebut akan diangkat sejauh 2 meter secara vertikal.
Kesimpulan
Rumus katrol adalah konsep penting dalam fisika mekanika yang memungkinkan kamu dapat menghitung dan memahami penggunaan katrol dalam mengurangi gaya yang diperlukan untuk mengangkat atau menggerakkan benda.
Ada dua jenis utama katrol, yakni katrol tetap dan katrol bergerak, dan masing-masing memiliki dampak yang berbeda pada keuntungan mekanik. Rumus-rumus seperti keuntungan mekanik, keuntungan mekanik katrol tetap, keuntungan mekanik katrol bergerak, dan rumus hubungan jarak yang diangkat dengan katrol digunakan untuk melakukan perhitungan yang relevan.
foto: freepik.com
Pemahaman tentang rumus-rumus ini memungkinkan kita untuk menghitung bagaimana penggunaan katrol dapat mengubah kekuatan yang diperlukan untuk mengangkat benda atau memindahkan beban. Ini adalah konsep yang penting dalam berbagai konteks, dari konstruksi hingga ilmu pengetahuan lingkungan, dan memahami rumus katrol adalah langkah penting dalam studi fisika.