Hukum Newton - Katrol Bidang Miring

Bidang miring adalah suatu permukaan datar yang memiliki suatu sudut, yang bukan sudut tegak lurus, terhadap permukaan horizontal. Penerapan bidang miring dapat mengatasi hambatan besar dengan menerapkan gaya yang relatif lebih kecil melalui jarak yang lebih jauh, daripada jika beban itu diangkat vertikal. Dalam istilah teknik sipil, kemiringan (rasio tinggi dan jarak) sering disebut dengan gradien. Bidang miring adalah salah satu pesawat sederhana yang umum dikenal.Bidang miring tidak menciptakan usaha. Oleh sebab itu, usaha untuk mengangkat benda tanpa bidang miring sama saja dengan bidang miring, maka : W x h = H x l atau W x h = F x l Jika panjang L = 4m, h=4m maka dari persamaan W x h = F x l Diperoleh F = W x h = 2000 N x 1m = 500 N L 4m Dari hasil yang didapat, maka dapat diambil kesimpulan bahwa benda yang pada mulanya tanpa alat harus diangkat dengan empat orang, setelah dipergunakan bidang miring yang panjangnya empat meter hanya memerlukan 1 orang. Keuntungan Mekanik untuk bidang miring : KM = l/h l = anjang bidang miring h = tinggi ujung bidang miring dari tanah.

Dalam bidang miring berlaku sebagai berikut: a. makin landai bidang miring, maka makin kecil gaya yang dibutuhkan, akan tetapi jalan yang dilalui lebih panjang. b. makin curam suatu bidang miring, maka makin besar gaya yang dibutuhkan, akan tetapi jalan yang dilalui lebih pendek. Dalam keseharian bidang miring ini dapat dijumpai dalam hal berikut: a. tangga naik suatu bangunan bertingkat-tingkat dan berkelok-kelok untuk memperkecil gaya b. jalan di pegunungan berkelok-kelok supaya mudah dilalui c. ulir sekrup yang bentuknya menyerupai tangga melingkar d. baji (pisau, kater, kampak, dll) e. dongkrak juga merupakan suatu contoh bidang miring karena menggunakan prinsip sekrup f. untuk menaikkan drum keatas truk menggunakan papan kayu yang dimiringkan.

 Gerak Benda Yang Dihubungkan Dengan Katrol

 

Dua buah benda dihubungkan dengan tali melalui sebuah katrol

Gambar diatas menunjukkan dua buah balok A dan B yang dihubungkan dengan seutas tali melalui sebuah katrol yang licin dan massanya diabaikan. Apabila massa benda A lebih besar dari massa benda B (mA > mB), maka benda A akan bergerak turun dan B akan bergerak naik. Karena massa katrol dan gesekan pada katrol diabaikan, maka selama sistem bergerak besarnya tegangan pada kedua ujung tali adalah sama yaitu T. Selain itu, percepatan yang dialami oleh masing-masing benda adalah sama yaitu sebesar a.

Dalam menentukan persamaan gerak berdasarkan Hukum II Newton, kita pilih gaya-gaya yang searah dengan gerak benda diberi tanda positif (+), sedangkan gaya-gaya yang berlawanan arah dengan gerak benda diberi tanda negatif (-).

Resultan gaya yang bekerja pada balok A adalah:

ΣF_A = m_A .a
w_A – T = m_A.a

Resultan gaya yang bekerja pada balok B adalah:

ΣF_B = m_B.a
T – w_B = m_B.a

Dengan menjumlahkan persamaan diatas didapatkan:

w_A – w_B = m_A.a + m_B.a
(m_A – m_B)g = (m_A + m_B)a
a =

dengan:

a = percepatan sistem (m/s²)
m_A = massa benda A (kg)
m_B = massa benda B (kg)
g = percepatan gravitasi setempat (m/s²)

Besarnya tegangan tali (T ) dapat ditentukan dengan mensubstitusikan persamaan diatas, sehingga didapatkan persamaan sebagai berikut:

T = w_A – m_A.a = m_A.g – m_A.a = m_A(g – a)

atau

T = m_B.a + w_B = m_B.a + m_B.g = _mB(a+g)

Rumus-Rumus Mekanika Katrol
Rumus 1
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke kanan.

Rumus untuk kasus ini adalah :



Rumus 2
Katrol licin (massa diabaikan), m₁ > m₂ , m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke atas




Rumus 3
Bidang miring licin, tanpa katrol.





Rumus 4
Lantai licin, katrol licin (massa dan tali diabaikan), m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke kiri.





Rumus 5
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke atas.





Rumus 6
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke atas.





Rumus 7
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke kanan.





Rumus 8
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak dan m₂ bergerak ke kanan.





Perhatian : tanpa "g" (tidak dikali g)

Rumus 9
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke kanan.





Rumus 10
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak ke kanan m₂ bergerak ke kiri.





Perhatian : Tanpa "g" dan berlaku sebelum benda 2 jatuh dari benda 1

Rumus 11
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke atas.





Rumus 12
Lantai licin, katrol licin (massa katrol dan tali diabaikan), m₁ bergerak turun, m₂ bergerak ke atas.

_{Sumber :
1. https://id.wikipedia.org/wiki/Bidang_miring 
2. http://fisikastudycenter.com/tips/93-12-rumus-cepat-katrol-licin}

Ketika sistem katrol dipadu dengan bidang miring, maka percepatan yang dialami oleh benda akan bergantung kepada penguraian gaya berat benda dan gaya gesek antara benda dengan bidang miring.

Sumber: http://bahanbelajarsekolah.blogspot.co.id/2015/03/soal-dan-pembahasan-sistem-katrol.html
Content is Courtesy of bahanbelajarsekolah.blogspot.com

Ketika sistem katrol dipadu dengan bidang miring, maka percepatan yang dialami oleh benda akan bergantung kepada penguraian gaya berat benda dan gaya gesek antara benda dengan bidang miring.

Sumber: http://bahanbelajarsekolah.blogspot.co.id/2015/03/soal-dan-pembahasan-sistem-katrol.html
Content is Courtesy of bahanbelajarsekolah.blogspot.com

 

Ketika sistem katrol dipadu dengan bidang miring, maka percepatan yang dialami oleh benda akan bergantung kepada penguraian gaya berat benda dan gaya gesek antara benda dengan bidang miring.

Sumber: http://bahanbelajarsekolah.blogspot.co.id/2015/03/soal-dan-pembahasan-sistem-katrol.html
Content is Courtesy of bahanbelajarsekolah.blogspot.com