Rabu, 28 Agustus 2019

Katrol

Squad, jika kamu mendengar kata katrol, apakah yang ada di benakmu adalah sebuah roda yang dililit oleh seutas tali dan biasa digunakan untuk membantu mengambil air dari sumur? Jika iya, maka tanpa disadari kamu sudah tahu lho apa itu katrol. Setidaknya, kamu nggak terlalu asing nih dengan alat yang satu ini.
Selain tuas dan bidang miring, katrol juga termasuk salah satu jenis pesawat sederhana, lho. Berdasarkan definisinya, katrol adalah pesawat sederhana yang berbentuk roda dan bergerak berputar pada porosnya. Katrol ini biasanya digunakan untuk menarik atau mengangkat benda yang berukuran berat.
jenis jenis katrol
Katrol (sumber: giphy.com)
Pada katrol, kita juga bisa menghitung keuntungan mekanisnya nih, yaitu dengan cara berikut ini! 
jenis-jenis katrol
 
Ternyata, katrol dibagi menjadi beberapa jenis, Squad. Pembagian ini didasarkan pada prinsip kerja katrol tersebut. Hmm, kira-kira apa saja ya jenis-jenis katrol itu? Daripada kamu penasaran, langsung saja yuk kita simak!
 
IPA VIII - Katrol-06
1. Katrol Tetap
Jenis jenis katrol tetap
 
Katrol tetap adalah katrol yang porosnya dipasang di suatu tempat yang tetap, sehingga katrol tidak dapat berpindah tempat saat digunakan. Pada katrol tetap, gaya kuasa yang dikeluarkan akan bernilai sama dengan berat bebannya. Hal ini yang menyebabkan keuntungan mekanis katrol tetap bernilai satu. Katrol tetap biasanya sering kamu temukan pada tiang bendera dan sumur timba.
 
jenis-jenis katrolSumur timba (Sumber: Ruangguru)
 2. Katrol Bebas
Jenis jenis katrol bebas
Berlawanan dengan katrol tetap, kalau katrol bebas adalah katrol yang porosnya tidak dipasang di suatu tempat yang tetap, sehingga katrol dapat berpindah tempat atau bergerak bebas saat digunakan. Pada katrol jenis ini, gaya kuasa yang dikeluarkan untuk menarik bebannya bernilai setengah dari berat bebannya. Oleh karena itu, keuntungan mekanis katrol bebas bernilai 2. Katrol bebas biasanya ditemukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.
contoh katrol bebas
Contoh katrol bebas pada alat konstruksi (sumber: freepik.com)
 3. Katrol Majemuk
Jenis jenis katrol majemuk
Kalau katrol yang satu ini, merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas, Squad. Jadi model katrolnya ada dua jenis, katrol yang paling atas adalah katrol tetap dan katrol di bawahnya adalah katrol bebas, keduanya dihubungkan dengan tali seperti pada ilustrasi gambar di atas. Keuntungan mekanis katrol majemuk sama dengan jumlah tali atau jumlah katrol yang digunakan untuk mengangkat benda tersebut. Katrol majemuk sering digunakan dalam bidang industri, yaitu membantu untuk mengangkat alat-alat yang berat.
contoh katrol majemuk
 Contoh katrol majemuk pada alat konstruksi (sumber: freepik.com)
Wah, ternyata jenis katrol itu banyak, ya! Tidak hanya seperti yang kamu lihat pada tiang bendera atau sumur timba saja. Kamu tahu nggak, kalau pada dasarnya, tujuan dari pesawat sederhana itu termasuk katrol adalah untuk membantu pekerjaan manusia agar menjadi lebih mudah, lho! Nah Squad, bagi kamu yang ingin tanya-tanya lebih lanjut lagi tentang materi kali ini, kamu bisa nih gabung dalam grup chat belajar yang isinya teman-teman di seluruh Indonesia dan tutor yang selalu stand by untuk menjawab semua masalahmu. 

Tuas

Halo! Siapa di antara kamu yang pernah mendengar kata tuas? Mungkin sebagian dari kamu ada yang masih lupa-lupa ingat ya, atau bahkan ada juga yang merasa asing dengan kata itu. Nah, kalau kata pesawat sederhana pasti pernah dengar dong, ya? Hayo, ada yang masih ingat apa itu pesawat sederhana?
mengenal jenis tuas
Ternyata, tuas ini termasuk ke dalam kelompok pesawat sederhana, lho. Tuas atau pengungkit adalah pesawat sederhana yang biasanya terbuat dari kayu dengan tumpu di salah satu titiknya dan digunakan untuk mengangkat sesuatu yang berat. Pada tuas, terdapat beberapa istilah penting yang bisa kamu ketahui nih, di antaranya:
mengenal jenis tuas
Selain istilah-istilah di atas, kita juga bisa lho menghitung seberapa besar gaya yang kita keluarkan dengan rumus di bawah ini:
mengenal jenis tuas
 
Sementara itu, kita juga bisa mengetahui nilai keuntungan mekanis dari tuas tersebut. Apa sih keuntungan mekanis itu? Keuntungan mekanis adalah angka yang menunjukkan berapa kali pesawat sederhana dapat menggandakan gaya. Caranya ada pada rumus berikut ini:
 
mengenal jenis tuas
 
Oke, setelah kamu tahu apa itu tuas, sekarang ayo kita kenali apa saja jenis-jenis tuas itu, ya. So, let’s check this out!
 
mengenal jenis tuas
Tuas atau pengungkit digolongkan menjadi tiga jenis, lho. Penggolongan ini didasarkan pada letak titik tumpu, titik beban, dan titik kuasanya. Hayo, siapa yang bisa menebak apa saja jenis-jenisnya? Yap, ketiga jenis tuas tersebut di antaranya adalah sebagai berikut:
1. Tuas jenis pertama
mengenal jenis tuas
Pada tuas jenis pertama, letak titik tumpu berada di antara titik beban dan titik kuasanya. Contoh alat yang termasuk ke dalam tuas jenis pertama antara lain gunting kuku, gunting, pemotong rumput, tang, linggis, dan jungkat jungkit. Siapa nih yang suka main jungkat jungkit?
contoh dari tuas
Permainan enjot-enjotan, kalau kids jaman now lebih mengenalnya dengan nama jungkat jungkit  (sumber: giphy.com)
 
2. Tuas jenis kedua
 
mengenal jenis tuas
Selanjutnya adalah tuas jenis kedua. Kalau tuas jenis kedua, letak titik bebannya yang berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Nah, contoh-contoh alat yang merupakan tuas jenis kedua diantaranya adalah alat pembuka tutup botol, alat pemotong kertas, alat pemecah kemiri, dan gerobak beroda satu.
pemecah kemiri adalah contoh jenis tuas
Alat pemecah kemiri (sumber: giphy.com)
3. Tuas jenis ketiga
mengenal jenis tuas
Jenis tuas yang terakhir adalah tuas jenis ketiga. Hayo, kalau tuas jenis ketiga, titik apa nih yang letaknya berada di tengah? Perfect! kalau tuas jenis ini, titik kuasanya yang letaknya di tengah, di antara titik tumpu dan titik beban. Contoh alat yang termasuk golongan tuas jenis ketiga ini antara lain sekop, stapler (jekrekan), penjepit roti, dan pinset.
sekop adalah salah satu jenis tuas
Sekop yang suka dipakai mamang tukang bangunan (sumber: giphy.com)
Sekarang kamu sudah tahu kan apa itu tuas dan apa saja jenis-jenisnya. Ternyata, penggunaan tuas ini ada manfaatnya, lho. Apalagi manfaatnya kalau bukan untuk meringankan beban kerja yang ingin kita lakukan. Coba deh kamu bayangkan kalau nggak ada sekop, mamang tukang bangunan jadi susah kan buat mengaduk semen. Begitu juga halnya jika tidak adanya alat-alat tuas yang lain. Pekerjaan kita jadi semakin berat dan terhambat. Iya apa iya? Ohiya, kamu juga bisa lho mempelajari materi ini lebih lengkap lagi lewat ruangbelajar. Selain kamu bisa belajar bareng Master Teacher yang keren, kamu juga bisa mengasah kemampuan kamu dengan menjawab latihan soal yang diberikan. Jadi semakin mantap, nih!

Manfaat Pesawat Sederhana Dalam Kehidupan Manusia

Pesawat sederhana adalah alat-alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan. Pesawat ada dua macam,  yaitu pesawat sederhana dan pesawat rumit. Pesawat sederhana merupakan peralatan yang dibuat  sangat praktis dan mudah digunakan. Pembuka tutup botol, gunting, resleting, dan tang merupakan beberapa contoh pesawat sederhana. Pesawat rumit terdiri atas beberapa  pesawat sederhana. Contohnya komputer, mobil, dan sepeda. Ada 3 jenis pesawat sederhana, yaitu bidang miring, tuas, dan katrol. 

1. Bidang Miring
Bidang Miring

Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring terhadap lantai, digunakan untuk memindahkan sebuah benda  ke ketinggian tertentu. Contohnya dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.


2. Tuas
Contoh tuas

Tuas adalah alat yang digunakan untuk mempermudah mengungkit beban. sistem kerja tuas ada 3 yaitu, titik tumpu, kuasa dan beban. Titik tumpu adalah bagian yang berada di antara beban dan kuasa. Kuasa adalah gaya yang diberikan untuk mendorong tuas. Beban adalah benda yang akan dipindahkan. Perbandingan antara beban dan kuasa adalah sama dengan perbandingan antara lengan kuasa dan lengan beban. 



Berdasarkan pada sistem kerjanya, tuas dibedakan menjadi 3:
       a. Tuas Jenis Pertama

Tuas Jenis Pertama
Tuas yang titik tumpunya terletak diantara titik kuasa dan titik beban. Tuas jenis ini bekerja dengan memperbesar gaya
yang diberikan. Contohnya gunting, tang, dan palu cakar. 

b. Tuas Jenis Kedua
Tuas Jenis Kedua

Tuas yang bebannya terletak di antara titik kuasa dan titik tumpu. Tuas jenis kedua jugabekerja dengan cara memperbesar gaya. Contohnya gerobak dorong, pemecah kemiri, dan pembuka tutup.

c. Tuas Jenis Ketiga
Tuas Jenis Ketiga

Tuas yang titik kuasanya terletak di antara titik tumpu dan titik beban. Tuas jenis ketiga bekerja dengan cara memperbesar gerakan. Contohnya pinset, penjepit, roti, staples, dan sumpit.



3. Katrol
Katrol Tunggal Tetap, Katrol Tunggal Bergerak dan Katrol Ganda
Katrol merupakan pesawat sederhana berupa roda yang dikelilingi rantai atau tali. Katrol berfungsi untuk membelokkan gaya sehingga berat beban tetap sama dengan gaya kuasanya tetapi dapat dilakukan dengan mudah.katrol juga memiliki kuasa, beban, dan titik tumpu. Katrol dibedakan menjadi 3, katrol tunggal tetap, katrol tunggal bergerak, dan katrol takal.


a. Katrol Tunggal Tetap
Keuntungan mekanis katrol jenis tunggal ini sama dengan 1. Hal ini dikarenakan perbandingan antara lengan beban dan lengan gaya sama dengan 1.






b. Katrol Tunggal Bergerak
Titik C merupakan titik tumpu katrol, AC adalah lengan beban dan BC adalah lengan gaya.Katrol jenis ini mempunyai keuntungan mekanis 2, artinya perbandingan antara berat beban dan gaya sama dengan 2.
                     


c. Katrol Takal / Ganda
Takal adalah katrol majemuk yang terdiri atas katrol tetap dan katrol bergerak. Takal dapat menggunakan dua, tiga atau empat katrol. Keuntungan mekanik tergantung pada jumlah tali yang menanggung beban.


Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.[2] Secara umum, alat-alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya.[3] Sebuah pesawat sederhana menggunakan satu gaya kerja untuk bekerja melawan satu gaya beban. Dengan mengabaikan gaya gesek yang timbul, maka kerja yang dilakukan oleh beban besarnya akan sama dengan kerja yang dilakukan pada beban.
Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat konstan, walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain, peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan. Rasio antara gaya yang diberikan dengan gaya yang dihasilkan disebut keuntungan mekanik.
Keuntungan mekanik tuas (pengungkit): -w/f = lk/lb untuk mencari w, jika memang belum ditemukan: w=m.g untuk mencari f, jika belum ditemukan: w*lb = f*lk
keuntungan mekanik bidang miring: -s/h
keuntungan mekanik katrol: -tetap: lk/lb = 1 -bergerak: lk(2lb)/lb = 2 -majemuk: jumlah tali
untuk roda bergigi, tidak ada keuntungan mekanik, yang ada adalah efisiensi: energi keluaran bermanfaat / energi masukan total
Secara tradisional, pesawat sederhana terdiri dari:
Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua mesin-mesin lain yang lebih kompleks.[3][4][5] Sebagai contoh, pada mekanisme sebuah sepeda terdapat roda, pengungkit, serta katrol. Keuntungan mekanik yang didapat oleh pengendaranya merupakan gabungan dari semua pesawat sederhana yang ada dalam sepeda tersebut.

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Ide pertama dari pesawat sederhana berawal dari seorang filsuf Yunani Archimedes sekitar abad ke-3 sebelum masehi. Ia mempelajari 3 pesawat sederhana: katrol, pengungkit, dan sekrup.[3][6] Ia menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit.[7] Para ilmuwan Yunani sendiri akhirnya mendefinisikan 5 macam pesawat sederhana (tidak termasuk bidang miring) dan mereka dapat menghitung keuntungan mekanik semua alat-alat tersebut (meski perhitungan untuk baji dan sekrup tidak terlalu akurat dikarenakan gaya gesek yang besar).[8] Hero dari Alexandria (sekitar 10–75 AD) dalam karyanya Mechanics mendefinisikan ada 5 pesawat sederhana: pengungkit, kerekan, katrol, baji, dan katrol.[6] dan menjelaskan alat-alatnya mengenai cara pembuatan dan kegunaanya.[9]

Usaha

Usaha

Kita telah mengetahui bahwa benda dapat bergerak karena adanya gaya. Suatu gaya yang dilakukan pada sebuah benda dan menyebabkan benda itu bergerak disebut usaha. Bahasan tentang usaha inilah yang akan kita pelajari sekarang.

Rumus Usaha

Dalam fisika, usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dan perpindahan benda. Satuan usaha dalam SI adalah Joule (J). Secara matematis, usaha dirumuskan sebagai :
W = Fs
dengan:
W = usaha (Joule, J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Usaha sebesar 1 Joule dilakukan apabila gaya sebesar 1 Newton memindahkan benda sejauh 1 meter.
Satuan usaha adalah Joule atau erg. Satu Joule adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 Newton untuk menimbulkan perpindahan 1 meter. Jadi, 1 J = 1 N * 1 m = 1 Nm.
Satu erg adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 dyne untuk menimbulkan perpindahan 1 cm. Jadi, 1 erg = 1 dyne * 1 cm = 1 dn cm. Berapa ergkah 1 Joule itu?

Tabel Sistem Satuan Usaha

Tabel Sistem Satuan UsahaTabel Sistem Satuan Usaha

Contoh Soal Materi Usaha

1. Dalam kegiatan beres-beres kelas, Dito telah berhasil menggeser sebuah lemari sejauh 5 m dibantu dua orang temannya, Budi dan Arto. Jika gaya yang diberikan Dito adalah 10 N, Budi sebesar 20 N, dan Arto sebesar 15N, berapakah besar usaha yang telah mereka lakukan?
Penyelesaian:
Diketahui : s = 5 m ; F1 = 10 N ; F2 = 20 N ; F3 = 15 N.
Ditanya : W ?
Jawab:
Usaha dikerjakan oleh tiga orang, maka:
ΣF = F1 + F2 + F3 = (10 + 20 + 15) N = 45 N
sehingga W = ΣFs = 45 N ⋅ 5 m = 225 N/m = 225 J
Jadi, usaha yang dilakukan oleh Dito, Budi, dan Arto untuk menggeser meja adalah sebesar 225 N.
2. Handoko mendorong meja dengan gaya 90 N sehingga meja berpindah sejauh 4 m. Berapa usaha yang dilakukan Handoko?
Diketahui: F = 90 N; s = 4 m
Ditanya: W = …?
Jawab:
W = F s
= 90 N ×4 m
= 360 Nm = 360 Joule
Jadi, usaha yang dilakukan Handoko sebesar 360 Joule.