218
IPA SMPMTs Kelas VIII
c. Sistem katrol
Agar kuasa yang kecil mampu mengangkat beban yang jauh lebih besar maka digunakan sistem katrol.
Sistem katrol merupakan gabungan dua blok katrol, di mana tiap blok katrol dapat terdiri dari 2 katrol atau
lebih. Dari percobaan yang teliti ternyata untuk beban yang
beratnya jauh lebih besar dari berat tali dan katrol- katrolnya berlaku rumus:
W = 2n.F n
= jumlah katrol tiap blok F
= kuasa gaya penariknya W
= beban yang diangkat = disebut keuntungan mekanis
Katrol tunggal yang bergerak tidak mempunyai keuntungan arah apabila digunakan untuk mengangkat beban. Dalam praktik berat tali dan katrol tidak dapat diabaikan oleh sebab itu
kuasa harus dinaikkan dari hasil perhitungan agar beban terangkat.
3. Bidang miring
Perhatikan gambar 13.23 dua orang menaikkan peti yang berat sekali ke dalam
truk, digunakan bidang miring yang merupakan titian dari lantai ke atas truk.
Kemudian didorong peti itu melewati titian. Berapa besarnya gaya dorong yang
dibutuhkan dan berapakah usaha yang dilakukan?
Untuk menaikkan peti ke dalam truk dibutuhkan gaya dorong minimal F
1
berlawanan arah dengan F. Dari gambar di atas maka diperoleh perbandingan sebagai berikut.
Gambar 13.22 Sistem katrol
Gambar 13.23 Bidang miring
F = m.g
Di unduh dari : Bukupaket.com
IPA SMPMTs Kelas VIII
219
Apabila , maka gaya mg atau seperlima gaya berat peti yang dinaikkan ke
dalam truk, maka peti seberat 1000 newton, dapat didorong ke dalam truk dengan gaya 200 newton. Besarnya usaha yang dilakukan
W
1
= F
1
.s = = mgh
Usaha ini sama dengan usaha untuk menaikkan peti tersebut setinggi h secara langsung naik vertikal tanpa melalui bidang miring. Jadi jelas bidang miring digunakan untuk
mempermudah usaha, bukan mengurangi besarnya usaha yang harus kita lakukan
Keuntungan mekanis bidang miring adalah sebesar jika = 5, maka keuntungan mekanisnya 5.
Dalam praktik tidak ada bidang miring yang licin, tetapi gaya gesekan pasti ada sebab itu F
1
harus lebih besar dari . Sebagian usaha berubah menjadi kalor karena adanya gesekan.
Contoh soal:
1. Seekor kuda menarik kereta. Jika kereta berpindah 20 meter, sedangkan gaya kuda itu
300 newton, searah perpindahan kereta. Berapakah usaha yang dilakukan kuda itu pada kereta?
Diketahui : F = 300 N s = 20 m
Ditanya : W = ?
Jawab : Jadi W = F.S
= 300.20 = 6.000 joule
2. Sebuah benda dilemparkan dengan gaya 100 newton. Selama 0,5 detik, benda itu
menempel di tangan pelempar dan berpindah sejauh 1,5 meter. Setelah itu benda itu lepas dari tangan pelempar dan meluncur sejauh 20 meter, lalu berhenti. Berapakah
usaha yang dilakukan oleh pelempar pada benda itu?
Diketahui : F = 50 N s = 1,5 m dan s
′ = 200 m Ditanya
: W oleh pelempar? Jawab
: Gaya yang bekerja pada benda dari pelempar hanya bekerja sejauh 1,5 m. Jadi W = F.s
= 50.1,5 = 75 joule
Di unduh dari : Bukupaket.com
220
IPA SMPMTs Kelas VIII
3. Seseorang yang diberi tugas menaikkan benda yang bermassa 80 kg ke loteng yang
tingginya 3 meter. Akan tetapi gaya terbesar yang dipunyai orang ini hanya 400 newton. Tugas ini harus dikerjakan seorang diri. Untuk orang itu tersedia katrol, tali kira-kira 6
meter panjangnya dan balok-balok. Apakah yang harus dilakukannya? Diketahui percepatan gravitasi bumi 10 m s
-2
. Diketahui : W = m.g
= 80 . 10 = 800 N
h = 3 meter
l
= 6 meter Ditanya :
Jika tersedia sebuah katrol dan balok-balok bagaimana caranya orang tersebut menaikkan beban tersebut sendirian?
Jawab :
Dengan mengabaikan berat katrol dan tali maka ia dapat menggunakan katrol bergerak, dengan satu ujung tali ditambatkan di loteng, satu ditarik
dari loteng melalui katrol.
2T = m.g = 80 . 10
T = 400 N Gaya ini sama dengan kekuatan orang F = 400 N
4. Daya
