Untuk menjawab soal ini Anda harus paham dengan jenis-jenis katrol, alasannya yakni tiap jenis katrol mempunyai gaya angkat dan laba mekanis yang berbeda-beda. Kalau Anda sudah paham coba pelajari teladan soal berikut ini.
Contoh Soal 1
Benda dengan massa 200 kg ditarik ke atas dengan memakai katrol (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s). Hitunglah gaya tarik dan laba mekanisnya jikalau yang dipakai : (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 diharapkan sama dengan berat benda, dengan persamaan:
F = w
F = 2.000 N
Jadi gaya yang diharapkan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol tetap yakni 2.000 N
Keuntungan mekanis untuk katrol tetap yakni
KM = w/F
KM = 2.000 N/2.000 N
KM = 1
Jadi laba mekanis untuk katrol tetap yakni 1
(b) untuk katrol bergerak, gaya yang diharapkan 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 diharapkan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak yakni 1.000 N
Keuntungan mekanis untuk katrol tetap yakni
KM = w/F
KM = 2.000 N/1.000 N
KM = 2
Jadi laba mekanis untuk katrol bergerak yakni 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 diharapkan untuk mengangkat benda tersebut dengan sistem takal yang terdiri dari empat buah katrol yakni 250 N
Keuntungan mekanis untuk sistem takal yang terdiri dari empat buah katrol yakni
KM = w/F
KM = 2.000 N/250 N
KM = 8
Jadi laba mekanis untuk untuk sistem takal yang terdiri dari empat buah katrol yakni 8
Contoh Soal 2
Bila berat beban 1.500 N ditarik ke atas dengan memakai katrol bergerak. Hitunglah gaya yang diharapkan untuk mengangkat beban tersebut!
Penyelesaian:
Untuk katrol bergerak, gaya yang diharapkan sama dengan setengah berat benda, dengan persamaan:
2F = w
2F = 1.500 N
F = 1.500 N/2
F = 750 N
Jadi gaya yang diharapkan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak yakni 750 N
Contoh Soal 3
Perhatikan gambar di bawah ini. Jika massa benda 50 kg, hitunglah gaya yang diharapkan untuk mengangkat benda tersebut (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s)? Hitunglah laba 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 diharapkan sama dengan berat benda, dengan persamaan:
F = w
F = 500 N
Jadi gaya yang diharapkan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol tetap yakni 500 N
Keuntungan mekanis untuk katrol tetap yakni
KM = w/F
KM = 500 N/500 N
KM = 1
Jadi laba mekanis untuk katrol tetap yakni 1
Contoh Soal 4
Perhatikan gambar di bawah ini. Jika massa benda 50 kg, hitunglah gaya yang diharapkan untuk mengangkat benda tersebut (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s? Hitunglah laba 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 diharapkan sama dengan setengah berat benda, dengan persamaan:
2F = w
2F = 500 N
F = 500 N/2
F = 250 N
Jadi gaya yang diharapkan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak yakni 250 N
Keuntungan mekanis untuk katrol tetap yakni
KM = w/F
KM = 500 N/250 N
KM = 2
Jadi laba mekanis untuk katrol bergerak yakni 2
Demikianlah beberapa teladan soal wacana katrol, supaya teladan soal di atas bisa memantapkan pemahaman Anda mengenai jenis-jenis katrol.
