Rumus dan Contoh Soal Katrol Tetap, Bebas dan Majemuk

AKURAT.CO Katrol merupakan salah satu alat mekanik sederhana yang sering digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia, terutama dalam mengangkat atau memindahkan beban berat.

Dalam fisika, katrol dipelajari untuk memahami bagaimana gaya dapat diubah arah dan besarannya sehingga pekerjaan menjadi lebih efisien.

Dikutip dari Sampoerna Academy, katrol adalah roda beralur yang digunakan bersama tali atau rantai untuk memindahkan beban dengan memanfaatkan perubahan arah gaya.

Baca Juga: Rumus dan Contoh Soal Cara Mengukur Frekuensi Gelombang

Sementara itu, Ruangguru menjelaskan bahwa dalam ilmu fisika, katrol termasuk ke dalam pesawat sederhana yang membantu manusia mengangkat beban dengan gaya yang lebih kecil dibandingkan berat aslinya.

Sistem katrol dan cara kerjanya banyak dimanfaatkan di berbagai bidang, mulai dari industri hingga kegiatan sehari-hari dengan penggunaan yang dapat ditemui di pelabuhan, proyek konstruksi maupun rumah.

Katrol umumnya digunakan saat perlu mengangkat atau memindahkan beban berat karena mampu memudahkan pekerjaan dan mengurangi tenaga yang dibutuhkan.

Baca Juga: Rumus Volume Balok: Cocok Buat Pelajar dan Praktisi

Prinsip kerjanya memanfaatkan perbedaan jumlah tali penahan beban sehingga gaya yang diperlukan menjadi lebih kecil.

Katrol Dibedakan Menjadi Tiga Jenis

1. Katrol Tetap Tunggal

Katrol yang porosnya dipasang pada posisi tetap dan tidak bergerak. Keuntungan mekanisnya adalah 1, artinya gaya yang dibutuhkan sama dengan berat beban, namun arah gaya dapat diubah.
Rumus
F = w

Keterangan:
w = berat benda (N)
F = gaya kuasa (N)

Contoh
Katrol tetap yang ditarik dengan gaya 50 N mampu menarik beban sebesar?

Jawab
F = W
50 N = 50 N

Baca Juga: Rumus Luas Permukaan Tabung yang Mudah Dipahami, Lengkap dengan Contoh Soal dan Cara Menghitung!

2. Katrol Bebas

Katrol yang bergerak bersama beban. Keuntungan mekanisnya adalah 2, sehingga gaya yang dibutuhkan hanya setengah dari berat beban.

Rumus
F = 1/2 w

Keterangan:
w = berat benda (N)
F = gaya kuasa (N)

Contoh
Sebuah katrol bergerak digunakan untuk mengangkat beban. Jika gaya yang diperluan untuk mengangkat beban tersebut 196 N, berapakah massa beban jika g = 9,8 m/s2?

Jawab
F = 1/2 w
W = 2 F
W = 2 . 196
W = 392 N

w = m . g
392 = m . 9,8
m = 392/9,8
m = 40 kg

Baca Juga: Cara Cepat Menghitung Kecepatan Rata-Rata: Rumus dan Contoh Soal Mudah

3. Katrol Majemuk

Gabungan antara katrol tetap dan katrol bebas, yang memberikan keuntungan mekanis lebih besar sesuai jumlah tali penahan beban.

Rumus
n = w/F

Keterangan:
w = berat benda (N)
F = gaya kuasa (N)
n = jumlah tali atau jumlah katrol

Contoh
Sebuah benda yang beratnya 2.000 N akan diangkat dengan katrol majemuk. Jika gaya (kuasa) yang dikerjakan hanya 400 N, berapakah banyaknya katrol yang harus digunakan?

Jawab
n = w/F
= 2.000/400
= 5

Dengan mengetahui cara kerja dan rumusnya, kita dapat menghitung besar gaya yang diperlukan untuk memindahkan beban, sehingga pekerjaan menjadi lebih efisien dan aman. Katrol adalah bukti sederhana bahwa ilmu fisika dapat memberikan solusi cerdas bagi kebutuhan manusia sehari-hari.

Baca Juga: Rumus Luas Trapesium, Lengkap dengan Contoh Soal dan Cara Menghitungnya!

Laporan: Salsabilla Nur Wahdah/magang