Dengan Sistem Katrol Kamu Dapat Memindahkan Kapal dengan Satu Tangan. TAPI?

Pernah mendengar cerita tentang judul di atas? Yah, konon dahulu kala ada seorang ilmuwan Yunani yang mengatakan ia dapat memindahkan kapal dengan sistem katrol yang banyak bahkan hanya menggunakan satu tangan. Menurut konsep fisika, sang ilmuwan itu benar.

Sistem katrol adalah salah satu keuntungan yang ditawarkan oleh fisika. Dengan katrol yang banyak dan tali dengan susunan tertentu, kamu dapat memindahkan sebuah kapal atau benda-benda berat lainnya bahkan dengan satu tanganmu.

Prinsipnya; dengan menggunakan katrol sebenarnya yang kita lakukan adalah membagi tegangan tali; artinya dengan katrol kamu dapat memindahkan suatu benda dengan ringan.




 Gambar 1. Sistem katrol

Jika kamu mengangkat beban dengan dua buah katrol dengan susunan seperti pada gambar, kamu akan merasakan beban yang kamu angkat dua kali lebih ringan, anggap bebannya adalah 10 kg (100 N), dengan dua buah katrol, kamu hanya merasakan beban sebesar 5 kg (50 N). Jika kamu menyusun tiga buah katrol untuk mengangkat beban seperti gambar di atas, kamu akan merasakan beban yang kamu angkat menjadi empat kali lebih ringan. Makin banyak susunan katrolnya maka makin ringan beban yang kamu rasakan.

Namun ada harga yang harus dibayar untuk itu. Hal yang harus dibayar dengan ringannya mengangkat beban menggunakan sistem katrol di atas adalah perpindahannya. Maksudnya, dengan sistem dua katrol seperti di atas, kamu hanya mendapat setengah dari berat beban (menjadi lebih ringan di tangan), namun kompensasinya adalah jika kamu menarik tali yang ada di tanganmu sejauh 10 cm, maka beban hanya akan naik setengahnya yaitu 5 cm.

Bagaimana ini bisa terjadi?
Hal ini terjadi karena usaha yang kamu kerahkan untuk mengangkat beban tersebut sebenarnya sama saja dengan jika kamu mengangkat beban tersebut secara langsung. Ingat, [usaha] = [gaya] x [perpindahan] atau W = F x d. Mari kita analisis secara matematis.

Usaha yang kamu lakukan untuk menarik beban tersebut sejauh 10 cm (atau 0.1 meter) adalah


Usaha yang dikenakan pada beban juga harus sama dengan 5 Joule karena tidak ada usaha lain yang bekerja pada beban, hanya kamu yang menarik beban tersebut.





beban hanya berpindah sejauh 5 cm.

Dengan melihat analisis usaha di atas, kamu mungkin akan berpikir dua kali untuk memindahkan sebuah kapal dengan satu tangan, memang secara konsep fisika kamu dapat memindahkan kapal dengan mudah/ringan menggunakan banyak katrol; namun secara konsep fisika pula, kamu mungkin harus menarik talinya sejauh ratusan meter hanya untuk memindahkan kapal tersebut sejauh 1 meter saja! Sama melelahkannya bukan? Ya karena usaha yang dilakukan sebenarnya sama saja, dengan sistem katrol sebenarnya kita hanya "menjual" gaya untuk "membeli" perpindahan, [usaha] = [gaya] x [perpindahan]. Namun dengan sistem katrol demikian, tanganmu tidak menjadi lebih cepat lelah bukan? Silahkan pilih, gaya atau perpindahan.


2 comments :

Silahkan Tulis Komentar Kamu :)