BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Katrol Benda

Katrol adalah roda atau cakram pejal yang berputar pada porosnya dan

dilewati tali atau rantai. Ujung satunya untuk menarik dan ujung satunya

adalah letak beban. Roda yang tepi kanan dan kirinya dibuat lebih tinggi dari

bagian tengah sehingga tali dapat dipasang dan bergerak sepanjang badan roda

tersebut. Katrol banyak sekali digunakan dalam kehidupan manusia. Ia bisa

memudahkan pekerjaan kita untuk mengangkat benda yang berat.  Pada

prinsipnya kerja katrol mirip dengan tuas (pengungkit) yaitu bertujuan untuk

mengangkat benda dengan gaya sekecil mungkin.

Menimba air adalah  kegiatan yang tidak mudah. Memindahkan benda dari

bawah ke atas melawan gravitasi tidak akan berhasil tanpa adanya gaya yang

besar. Sejauh  ini dalam kehidupan sehari-hari memindahkan benda ke atas

dapat menggunakan bantuan katrol.

2.2 Macam-Macam Katrol

2.2.1 Katrol Tetap

Pada Katrol Tetap Titik Tumpu terletak pada sumbu katrol artinya

Jarak antara Titik Beban ke Titik Tumpu sama dengan jarak antara

kuasa ke titik tumpu dengan demikian maka panjang lengan beban

sama dengan panjang lengan kuasa.

Gambar 2.1 Katrol Tetap

Karena lengan beban sama dengan Lengan Kuasa, maka

keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah:

Jarak Lengan bebanJarak Lengan kuasa

=1……………………………………………….

(1)

Jadi keuntungan mekanik katrol tetap adalah 1. Keuntungan

lain dari katrol tetap adalah mengubah arah gaya dari gaya angkat

menjadi gaya tarik ke bawah. Pada katrol tetap berlaku rumus dasar

yaitu:

F = B

............................................................................................(2)

Keterangan:

F = Gaya kuasa yang diperlukan (N)

B = beban (N)

Contoh Soal:

Beban beratnya 100 N diangkat dengan katrol tetap.

Hitunglah:

1.Gaya kuasa untuk mengangkat beban tersebut ?

2.Keuntungan mekaniknya ?

Solusi:

Diketahui:

w = 100 N

Ditanyakan

F…?

KM…?

Penyelesaian:

Gaya Kuasa (F)

F = B

F = 100 N

Keuntungan Mekanis (KM)

Jadi hasil yang didapatkan adalah F = 100 N dan KM = 1x

2.2.2 Katrol Bebas

Berbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau

posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol

jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat

berubah

Gambar 2.2 Katrol Bebas

2.2.3 Katrol Ganda

Fungsi dari katrol ganda adalah untuk meningkatkan

keuntunganmekanik.Makin banyak jumlah katrol bergerak maka

makin banyak jumlah lintasan tali, yang berarti keuntungan mekanik

makin besar.

Gambar 2.3 Katrol Ganda

2.2.4 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. Katrol ini dalam keseharian sering

digunakan untuk mengangkat barang-barang pada tukang bangunan

bertingkat tinggi.

Gambar 2.4 Katrol Bergerak

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. 

2.2.5 Katrol Majemuk

Katrol majemuk atau disebut katrol takal  merupakan  perpaduan

dari katrol tetap dan katrol bergerak. Kedua katrol ini dihubungkan

dengan tali. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada katrol bebas.

Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika

ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat beserta

bergeraknya katrol bebas ke atas.

Gambar 2.5 Katrol Majemuk

Katrol majemuk ini jika digunakan akan memberikan gaya yang

lebih kecil dibandingkan dengan katrol bebas dan katrol

tetap. Keuntungan mekanik tergantung jumlah katrol dan tali yang

menanggung bebas.

2.3 Keuntungan Mekanis

2.3.1 Keuntungan Mekanis Pada Katrol Tetap

Pada katrol tetap (Gambar 2.6.) hanya terdapat satu penggal tali

yang menahan beban, sehingga besar gaya kuasa (Fk) untuk menarik

beban sama dengan gaya berat beban (Fb), atau Fb = Fk sehingga

keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah: KM = FbFk

= 1.

Gambar 2.6 Mekanisme Katrol Tetap

Keuntungan mekanis yang diberikan oleh katrol tetap

adalah 1 (satu), artinya bahwa pada katrol tetap gaya yang

diperlukan untuk mengangkat beban sama dengan gaya berat beban

itu sendiri. Penggunaan satu katrol tetap hanya mengubah arah gaya

kuasa, sehingga keuntungan yang diperoleh adalah memudahkan

pengangkatan beban saja.

2.3.2 Keuntungan Mekanis Pada Katrol Bebas

Pada katrol bebas (Gambar 2.7) beban yang akan diangkat

digantungkan pada poros katrol dan beban serta katrolnya ditopang

oleh dua penggal tali pada masing-masing sisi katrol, sehingga gaya

berat beban (Fb) ditopang oleh gaya kuasa (Fk) pada dua penggal

tali, atau Fb = 2 Fk Sehingga keuntungan mekanis untuk katrol bebas

adalah KM = FbFk

= 2.

Gambar 2.7 Mekanisme Katrol Bebas

Keuntungan mekanis yang diberikan oleh katrol bebas

adalah 2 (dua), artinya bahwa untuk mengangkat beban

menggunakan katrol bebas hanya diperlukan ½ gaya yang diperlukan

untuk mengangkat beban tersebut bila tanpa menggunakan katrol.

Penggunaan katrol bebas berfungsi untuk melipatgandakan gaya.

2.3.3 Keuntungan Mekanis Pada Katrol Majemuk

Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan

katrol bergerak. Katrol majemuk sering disebut juga sistem katrol.

Pada sistem katrol, keuntungan mekanis ditentukan oleh berapa

banyak penggal tali penyangganya. Misalnya, sistem katrol yang

terdiri dari satu katrol tetap dan satu katrol bebas (Gambar 8). Beban

pada sistem katrol ini ditopang oleh dua penggal tali (hampir sama

dengan katrol bebas), atau Fb = 2 Fk, sehingga keuntungan mekanis

yang dihasilkan adalah 2 (dua), atau KM = FbFk

= 2.

Gambar.2.8 Mekanisme Katrol Ganda

Meskipun penggunaan katrol seperti ini memberikan

keuntungan mekanis yang sama dengan penggunaan katrol bebas yang

hanya terdiri dari satu katrol, tetapi terdapat keuntungan lain dari

penggunaan katrol jenis ini, yaitu gaya kuasa yang diberikan

mengarah ke bawah, sehingga memudahkan pengangkatan beban atau

memudahkan pekerjaan.

Sering kali berat beban yang harus diangkat atau

dipindahkan sangat besar (berat), sehingga digunakan sistem katrol

yang terdiri dari susunan beberapa katrol, yang terdiri dari beberapa

katrol tetap dan katrol bergerak (Gambar 9.)

Gambar 2.9 Mekanisme Katrol Majemuk

2.4 Penggunaan Katrol Dalam Kehidupan Sehari-hari

Katrol termasuk ke dalam pesawat sederhana. Pesawat sederhana dibuat

untuk memudahkan pekerjaan manusia. Contoh penggunaan dan penerapan

sistem katrol dalam kehidupan sehari hari adalah kerekan bendera dan timba

sumur dengan katrol tetap, alat-alat pengangkut peti kemas di pelabuhan

dengan katrol bebas dan sebagainya.

Gambar 2.10 Kerekan Semen

Gambar 2.11 Timba Sumur

Gambar 2.12 Tiang Bendera

Gambar 2.13 Alat Angkut di Pelabuhan