bab 6

7/17/2019 BAB 6

1/17

PRAKTIKUM FISIKA DASAR

PROGRAM STUDI TEKNIK

PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BAB VI

PESAWAT SEDERHANA SISTEM KATROL

6.1. Tujuan PraktikumTujuan praktikum kali ini adalah menyelidiki keuntungan mekanik sistem

katrol.

6.2. Daar T!"ri

Pesawat sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya

membutuhkan satu gayauntuk bekerja. Kerjaterjadi sewaktu gaya diberikan dan

menyebabkan gerakan sepanjang suatujaraktertentu. Kerja yang timbul adalah

hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatubersifat 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 keduanya disebut keuntungan

mekanik.

Titik berat merupakan titik dimana benda akan berada dalam

keseimbangan rotasi tidak mengalami rotasi!. Pada saat benda tegar mengalami

gerak translasi dan rotasi sekaligus, maka pada saat itu titik berat akan bertindak

sebagai sumbu rotasi dan lintasan gerak dari titik berat ini menggambarkan

lintasan gerak translasinya.

Tim "sisten, #$%&!

Pada dasarnya, ada empat jenis pesawat sederhana, yaitu tuas atau

pengukit, katrol, bidang miring, serta roda gigi atau roda dan poros.

%. Tuas atau Pengukit

Tuas adalah pesawat sederhana yang berbentuk batang keras sempityang dapat berputar di sekitar satu tititk. Titik ini biasanya disebut titik tumpu

istilah lainnya fulkum!. Tuas biasa digunakan untuk mempermudah

memindahkan beban dengan cara memperbesar gaya yang berikan.

'ontoh tuas yang paling sederhana adalah linggis. Pada tuas, bagian

untuk meletakkan beban disebut titik beban, bagian yang diberi penumpu

disebut titik tumpu, dan bagian tempat kita memberikan gaya disebut titik

Nur HidayatthulahH1C112033
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perangkat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_(fisika)http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kerja_(fisika)&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Jarakhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Keuntungan_mekanik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Keuntungan_mekanik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perangkat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_(fisika)http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kerja_(fisika)&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Jarakhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Keuntungan_mekanik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Keuntungan_mekanik&action=edit&redlink=1

7/17/2019 BAB 6

2/17

Fk lk= Fblb



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


kuasa. Jarak antara titik beban dan titik tumpuk disebut lengan beban lb!,

sedangkan jarak antara titik kuasa dengan titik tumpu disebut lengan kuasa

lk!. (erat beban yang akan diangkat disebut gaya beban fb!, sedangkan

gaya yang digunakan untuk mengangkat beban disebut gaya kuasa fk!.)ubungan antara besaran*besaran tersebut sebagai berikut+

...Persamaan -.%.!

Keterangan + k / 0aya kuasa 1!

b / 0aya beban 1!

lk / 2engan kuasa m!

lb / 2engan beban m!

Keuntungan pada pesawat sederhan disebut keuntungan mekanis

K3!. 4ecara umum, keuntungan mekanis didefinisikan sebagai

perbandingan gaya beban dengan gaya kuasa. 4ecara matematis dapat

dituliskan sebagai berikut.

....

Persamaan -.#!

K3 / b / lkKeterangan + k / 0aya kuasa 1!

b / 0aya beban 1!


lb / 2engan beban m!(erdasarkan letak titik tumpunya, tuas diklasifikasikan menjadi 5

tiga! golongan, sebagai berikut+

a. Tuas Jenis Pertama

Pada tuas sejenis pertama titik tumpu berada diantara titik beban

dan titik kuasa. 'ontohnya gunting, tang, jungkat jungkit, dan pembuka

kaleng.

b. Tuas Jenis Kedua

Pada tuas jenis ini kedua titik beban di antara titik tumpu dan

titik kuasa. 'ontohnya gerobak beroda satu, catut, pembuka botol dan

stapler.

c. Tuas Jenis Ketiga

Pada jenis ketiga titik kuasa berada di antara titik tumpu dan titik

beban. 'ontohnya, lengan, alat pancing, skop, dan sapu.

#. Katrol


7/17/2019 BAB 6

3/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Katrol merupakan pesawat sederhana berupa roda yang dikelilingi

rantai atau tali. Kegunaan katrol untuk mengangkut beban atau menarik suatu

benda. Jika kalian menimba air di sumur tanpa bantuan katrol, maka kalian

akan mengalami kesulitan saat melakukannya. )al ini dapat diatasi dengan

menggunakan katrol. Katrol mengubah gaya tarik ke bawah menjadi gaya

angkat ke atas, sehingga air dapat ditimba lebih mudah. Katrol dapat

dibedakan menjadi katrol tetap, katrol bergerak, dan katrol ganda.

a. Katrol Tetap

Katrol tetap adalah katrol yang digunakan untuk melakukan usaha,

tidak berpindah tempat melaikan arahnya berputar pada porosnya. Katrol

tetap berfungsi untuk membelokkan gaya seperti berat beban tetap sama

dengan gaya kuasanya tetapi dapat dilakukan dengan mudah. Katrol tetap

dapat digunakan untuk menimbah air. 6leh karena lk/lb, dan f k/fb,

sehingga keuntungan mekanisnya adalah+

.....

Persamaan -.5!


b

/ 0aya beban 1!



b. Katrol (ergerak

Katrol bergerak adalah katrol dengan penempatan sedemikian rupa

sehingga katrol dapat bergerak dengan bebas dan beban yang diangkatdigantungkan pada poros katrol. Katrol bergerak berfungsi mengalihkan

gaya. Pada katrol bergerak, lengan kuasa dua kali lengan beban lk / #lb!,

sehingga diperoleh rumus+

....

Persamaan -.&!

Keterangan + K3 / Keuntungan 3ekanik


7/17/2019 BAB 6

4/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK




c. Katrol 0anda

Katrol ganda merupakan gabungan antara katrol tetap dengan

katrol bergerak yang digunakan bersama*sama. Katrol ganda pada gambar

di samping terdiri atas dua katrol tetap dan dua katrol bergerak.

Keuntungan mekanis katrol dapat ditentukan dengan menghitung jumlah

tali yang menghubungkan katrol bergerak atau menghitung banyaknya

gaya yang bekerja melawan beban. Pada gambar, jumlah tali yang

menggunakan katrol bergerak ada &. Dengan demikian, keuntungan

mekanis katrol tersebut ada &. (esar gaya kuasa yang dilakukan untuk

mengangkat beban adalah+

......

Persamaan -.7!


b / 0aya beban 1!

x / (anyak tali

5. (idang 3iring

(idang miring adalah pesawat sederhana berupa permukaan miring

dengan penampang berbentuk segitiga yang berfungsi untuk mempermudah

melakukan usaha dan memperkecil gaya yang dikeluarkan.

Keuntungan mekanis bidang miring sama dengan nilai perbandingan

antara panjang bidang miring s! dan tinggi bidang miring h!, makin landai

bidang miring maka makin besar keuntungan mekanisnya secara matematis

keuntungan mekanis dapat dituliskan sebagai berikut+

... ............Persamaan -.-!

Keterangan + K3 / Keuntungan 3ekanis

h / Ketinggian m!

s / Panjang bidang miring m!

/ 0aya angkat 1!

w / (erat beban 1!

&. Roda dan poros


7/17/2019 BAB 6

5/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Roda dan poros merupakan pesawat sederhana yang terdiri atas

sebuah roda berputar yang dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat

berputar bersama*sama. Roda dan poros berfungsi untuk memperbesar

kecepatan dan gaya. Keuntungan mekanis dari roda dan poros dapat dihitung

dengan persamaan berikut.

........

Persamaan -.8!

4alah satu contoh roda dan poros adalah sepeda. Kecepatan yang

dihasilkan oleh sepeda diperoleh dari perbandingan antara jari*jari roda dan

jari*jari poros gir!. Jika gir belakang disertai pada jari*jari terkecil maka

sepeda akan melaju dengan kencang dan sebaliknya.

Tim Penyusun Pakar, #$%&!.

6.#. A$at %an Ba&an

"lat dan bahan yang digunakan pada percobaan usaha dan energi yaitu +

%. Dasar statif % buah.

"lat ini digunakan sebagai penyangga batang statif panjang untuk

mendirikan rangkaian katrol.

94umber + Dokumentasi Pribadi, #$%&

0ambar -.%.


7/17/2019 BAB 6

6/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Dasar 4tatif

#. Kaki statif % buah.

"lat ini digunakan sebagai penyeimbang dasar statif dengan batang

statif pendek agar rangkaian katrol dapat berdiri tegak.


0ambar -.#.

Kaki 4tatif

5. (atang statif pendek # buah.

"lat ini digunakan sebagai penghubung dasar statif dengan kaki statif

agar rangkaian katrol menjadi seimbang.


0ambar -.5.

(atang 4tatif Pendek

&. (atang statif panjang % buah.


7/17/2019 BAB 6

7/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


"lat ini digunakan sebagai tiang utama dari rangkaian katrol yang akan

di rangkai untuk pengujian pesawat sederhana.


0ambar -.&.

(atang 4tatif Panjang

7. Penyambung batang statif % buah.

"lat ini digunakan untuk menyambung batang statif panjang dengan

batang statif pendek agar memenuhi ukuran standar katrol sebagai simulasipercobaan.


0ambar -.7.

Penyambung (atang 4tatif

-. (alok pendukung # buah.


7/17/2019 BAB 6

8/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


"lat yang digunakan untuk merangkai katrol pada batang statif

sekaligus sebagai tumpuan katrol tersebut.


0ambar -.-.(alok Pendukung

8. Dinamometer %,7 1 % buah.

"lat ini digunakan sebagai indikator pembacaan gaya yang terjadi pada

percobaan ketika digantungkan beban dengan berat tertentu.


0ambar -.8.

Dinamometer %,7 1

:. Tali pada roda % buah


7/17/2019 BAB 6

9/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Tali ini digunakan untuk menghubungkan antara katrol besar dan katrol

kecil yang ada pada rangkaian sekaligu dengan dinamometer.


0ambar -.:.

Tali

;. (eban 7$ gram! 7 buah.

(eban ini digunakan sebagai alat uji dalam menentukan gaya pada

dinamometer.


0ambar -.;.

(eban

%$. Jepit penahan % buah.


7/17/2019 BAB 6

10/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Jepit penahan digunakan sebagai penahan agar dinamometer tersebut

tertahan pada dasar statif.


0ambar -.%$.

Jepit Penahan

%%. Roda katrol 7$ mm # buah.

Roda ini merupakan bagian utama dari seluruh rangkaian katrol yang

akan kita lakukan percabaan. Roda ini berdiameter 7$ mm.


0ambar -.%%.

Roda katro 7$ mm

%#. Roda katrol %$$ mm # buah.


7/17/2019 BAB 6

11/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Roda ini merupakan bagian utama dari seluruh rangkaian katrol yang

akan kita lakukan percabaan. Roda ini berdiameter %$$ mm.


0ambar -.%#.

Roda katro%$$ mm

%5. (atang perangkai # buah.

"lat yang digunakan untuk menyambungkan antara katrol yang

berdiameter %$$ mm dengan katrol yang berdiameter 7$ mm.


0ambar -.%5.

(atang Peragkai

%&. Pengait beban # buah.


7/17/2019 BAB 6

12/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Pengait beban digunakan untuk menggantungkan beban pada percobaan

pesawat sederhana sistem katrol ini.


0ambar -.%&.

Pengait (eban

-.&. P!ria'an %an Pr"!%ur K!rja

"dapun persiapan dan langkah kerja pada praktikum pesawat sederhana

sistem katrol ini adalah sebagai berikut +

%. Persiapan

a. 4iapkan alat dan bahan yang digunakan.

b. Rangkailah dasar statif, kaki statif, batang statif pendek dan panjang

seperti gambar %.

c. 0abungkan roda katrol besar %$$ mm! dan kecil 7$ mm! dengan

memakai batang perangkai sehingga membentuk # pasang gabungan

katrol ' dan D, lalu pasang pengait beban pada masing*masing gabungan

katrol sesuai gambar #.

d. Tancapkan poros roda katrol besar dari gabungan ' pada balok

pendukung P dan roda kecil dari bagian D pada balok pendukung

7/17/2019 BAB 6

13/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


f. 2epaskan katrol kecil bawah dari balok pendukung < dan biarkan katrol

tergantung bebas. 4ingkirkan atau turunkan balok pendukung < kedasar

statif.

94umber+ Penuntun Praktikum isika Dasar ==, #$%&

0ambar -.%7.

Rangkaian Percobaan

#. Prosedur Kerja

a. Rangkai alat pesawat sederhana sistem katrol yang telah tersedia di dalam

K=T menjadi rangkaian sistem katrol majemuk.

b. 2etakan beban dengan massa yang telah ditentukan pada rangkaian sistem

katrol.

c. Penggunaan beban pada percobaan pertama yaitu #7 gram.

d. 2epaskan balok pendukung beban yang berada di bawah dan baca

perpindahan yang dihasilkan pada dinamometer.

e. 'atat hasil yang telah diamati.

f. 4elanjutnya ulangi langkah # > 7 menggunakan beban yang berbeda dari

dengan penambahan #7 gram setiap percobaan sampai %#7 gram.

g. Rangkai alat sistem katrol menjadi rangkaian katrol tunggal.

h. 2akukan percobaan kembali seperti pada langkah kerja # sampai -.

i. 4etelah didapatkan data yang diperlukan, hitung berat beban dan

keuntungan mekanik yang dihasilkan.

j. (erikan kesimpulan mengenai percobaan katrol majemuk dan katrol

tunggal dari percobaan yang telah dilakukan.


7/17/2019 BAB 6

14/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


-.7. Pengolahan Data

Tabel -.%.

)asil Pengamatan Pada Katrol 3ajemuk

(eban (! 0aya Kuasa ! 3assa (eban m!

0abung katrol bawah ? % beban $.5 1 $.$#7 Kg0abung katrol bawah ? # beban $.& 1 $.$7$ Kg

0abung katrol bawah ? 5 beban $.7 1 $.$87 Kg

0abung katrol bawah ? & beban $.- 1 $.%$$ Kg

0abung katrol bawah ? 7 beban $.8 1 $.%#7 Kg

Dari pengamatan yang dilakukan pada percobaan pertama, yaitu

percobaan pada sistem pesawat sederhana katrol majemuk, diperoleh gaya kuasa

yang dihasilkan dari pengujian pada tiap*tiap beban. Pada beban $.$#7 Kg

dihasilkan gaya kuasa $.5 1, pada beban $.$7$ Kg diperoleh gaya kuasa $.& 1,

beban $.$87 Kg dengan gaya kuasa $.7 1, beban $.%$$ Kg dengan gaya kuasa

$.- 1 dan beban $.%#7 Kg dengan gaya kuasa $.8 1. Dari hasil percobaan

tersebut dilakukan pengolahan data sehingga menghasilkan berat beban dan

keuntungan mekanik.

%. Diketahui + m / $.$#7 Kg

g / %$ m@s#

Ditanya + ( (erat beban! / A


7/17/2019 BAB 6

15/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Jawab + ( / m B g .Persamaan -.:.!

/ $.$#7 Kg B %$ m@s#

/ $.#7 1

#. Diketahui + ( / $.#7 1

/ $.5 1

Ditanya + Keuntungan 3ekanik / A

Jawab + Keuntungan 3ekanik / ( @ ...Persamaan -.;!

/ $.#7 1 @ $.5 1

/ $.:5

Tabel -.#.

)asil Pengolahan Data Katrol 3ajemuk

(eban (!

0aya

Kuasa

!

3assa

(eban m!

(erat

(eban (

/ m B g!

Keuntungan

3ekanik

(@!

0abung katrol bawah ? % beban $.5 1 $.$#7 Kg $.#7 1 $.:5

0abung katrol bawah ? # beban $.& 1 $.$7$ Kg $.7$ 1 %.#7

0abung katrol bawah ? 5 beban $.7 1 $.$87 Kg $.87 1 %.7

0abung katrol bawah ? & beban $.- 1 $.%$$ Kg %.$$ 1 %.-8

0abung katrol bawah ? 7 beban $.8 1 $.%#7 Kg %.#7 1 %.8:

Tabel -.5.

)asil Pengamatan Pada Katrol Tunggal

(eban (! 0aya Kuasa ! 3assa (eban m!

0abung katrol bawah ? % beban $.#7 1 $.$#7 Kg

0abung katrol bawah ? # beban $.7$ 1 $.$7$ Kg

0abung katrol bawah ? 5 beban $.87 1 $.$87 Kg

0abung katrol bawah ? & beban %.$$ 1 $.%$$ Kg0abung katrol bawah ? 7 beban %.#7 1 $.%#7 Kg

Dari pengamatan yang dilakukan pada percobaan kedua, yaitu percobaan

pada sistem pesawat sederhana katrol tunggal, diperoleh gaya kuasa yang

dihasilkan dari pengujian pada tiap*tiap beban. Pada beban $.$#7 Kg dihasilkan

gaya kuasa $.#7 1, pada beban $.$7$ Kg diperoleh gaya kuasa $.7$ 1, beban

$.$87 Kg dengan gaya kuasa $.87 1, beban $.%$$ Kg dengan gaya kuasa %.$$ 1


7/17/2019 BAB 6

16/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


dan berat $.%#7 Kg dengan gaya kuasa %.#7 1. dari hasil percobaan tersebut

dilakukan pengolahan data sehingga menghasilkan berat beban dan keuntungan

mekanik dengan menggunakan rumus pada persamaan -.%. dan persamaan -.#

sehingga dihasilkan tabel -.&. yaitu pengolahan data katrol tunggal.

Tabel -.&.

)asil Pengolahan Data Katrol Tunggal

(eban (!

0aya

Kuasa

!

3assa

(eban m!

(erat

(eban (

/ m B g!

Keuntungan

3ekanik

(@!

0abung katrol bawah ? % beban $.#7 1 $.$#7 Kg $.#7 1 %

0abung katrol bawah ? # beban $.7$ 1 $.$7$ Kg $.7$ 1 %

0abung katrol bawah ? 5 beban $.87 1 $.$87 Kg $.87 1 %

0abung katrol bawah ? & beban %.$$ 1 $.%$$ Kg %.$$ 1 %

0abung katrol bawah ? 7 beban %.#7 1 $.%#7 Kg %.#7 %

-.-. Pembahasan

Pada katrol majemuk kenaikan beban yang konstan yaitu kenaikan $.$#7Kg setiap penambahan beban menghasilkan gaya kuasa ! selalu konstan naik %

1. 4edangkan pada katrol tunggal setiap kenaikan beban $.$#7 Kg maka gaya

kuasa ! yang dihasilkan juga mengalami kenaikan $.#7 1.

Dari hasil percobaan pada katrol majemuk dan katrol tunggal, diperoleh

perbedaan antara gaya kuasa katrol majemuk dan gaya kuasa katrol tunggal.

"kibat perbedaan nilai gaya kuasa tersebut, nilai dari keuntungan mekanik

antara katrol majemuk dengan katrol tunggal mengalami perbedaan pula.

Dimana katrol majemuk memiliki nilai keuntungan mekanik yang selalu naik

setiap penaambahan beban. 4edangkan pada katrol tunggal selalu konstan tetap!

walaupun dilakukan pembebanan yang selalu bertambah.

Pada katrol majemuk semakin besar beban maka semakin besar pula gaya

kuasa dan keuntungan mekanik yang dihasilkan, sedangkan pada katrol tunggal

gaya kuasa sebanding dengan berat beban dan keuntungan mekanik yang

dihasilkan selalu konstan tetap!.


7/17/2019 BAB 6

17/17



PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK


Jumlah katrol mempengaruhi keuntungan mekanik yang dihasilkan,

semakin banyak katrol maka semakin tinggi keuntungan mekanik yang

dihasilkan. Panjangnya benang juga mempengaruhi berapa besar keuntungan

mekanik yang dihasilkan katrol tersebut.

Cntuk setiap penambahan gaya kuasa ! dipengaruhi oleh berat beban,

terkecuali untuk penambahan beban 87 gr dan %$$ gr tidak mengalami

perubahan gaya kuasa karena penempatan dinamometer tidak tepat di titik $ atau

katrol yang dipergunakan tidak dapat berputar sempurna.

4emakin berat beban yang ditambahkan maka gaya kuasa juga akan

semakin besar. Juga semakin besar beban yang ditambahkan maka keuntungan

mekanik yang didapatkan akan semakin besar juga.

Cntuk sistem katrol tunggal atau katrol biasa, yang tidak memiliki

tambahan katrol lain yang menyebabkan massa benda tidak berkurang saat

ditambahkan pada katrol. Dikarenakan hanya menggunakan katrol tunggal atau

tidak adanya tambahan katrol lain maka keuntungan mekanik yang didapat tidak

berkurang atau setara.


bab 6

Documents