13 Contoh Soal Katrol Tetap, Bergerak, dan Majemuk beserta Jawabannya

Contoh Soal Katrol Bergerak

Pada katrol bergerak, ibaratnya kamu sedang menarik ember dari dalam sumur, tetapi katrolnya ikut naik bersama embernya. Biasanya, tali pada katrol dikaitkan ke atas, lalu kamu menarik bagian bawah tali.

Ciri-ciri katrol bergerak adalah katrolnya yang berubah posisi karena bergerak naik turun. Gaya yang kamu perlukan lebih kecil daripada berat beban, sehingga embernya terasa lebih ringan walaupun talinya jauh lebih panjang. Kamu pun jadi tidak terlalu lelah.

Rumus katrol bergerak: F = ½ W
Artinya, gaya yang kamu keluarkan besarnya setengah dari berat beban.

Soal 1

Sebuah katrol bergerak digunakan untuk mengangkat beban 40 N. Apabila diketahui sistem katrol ideal (tanpa gesekan), berapa gaya minimum yang harus diberikan agar beban setimbang?

A. 10 N
B. 20 N
C. 40 N
D. 80 N

Jawaban: B. 20 N
Pembahasan:
Katrol bergerak memberikan keuntungan mekanis 2 Gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban:
F = W / 2
= 40 / 2
= 20 N

Soal 2

Sebuah beban 60 N diangkat menggunakan katrol bergerak ideal. Berapakah keuntungan mekanis dan gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut?

A. KM = 1, F = 60 N
B. KM = 2, F = 30 N
C. KM = 3, F = 20 N
D. KM = 4, F = 15 N

Jawaban: B. KM = 2, F = 30 N
Pembahasan:
Katrol bergerak memiliki KM = 2
Gaya yang diperlukan:
F = W / 2
= 60 / 2
= 30 N

Soal 3

Sebuah beban 120 N dinaikkan 2 m oleh tukang bangunan dengan bantuan katrol bergerak ideal. Berapa panjang tali yang harus ditarik tukang bangunan tersebut dan gaya yang harus dikeluarkan?

A. panjang tali 1 m, F = 60 N
B. panjang tali 4 m, F = 60 N
C. panjang tali 4 m, F = 120 N
D. panjang tali 2 m, F = 30 N

Jawaban: B. panjang tali 4 m, F = 60 N
Pembahasan:
Katrol bergerak memiliki keuntungan mekanik (KM) = 2
Hitung gaya yang diperlukan. Karena KM=2 maka
F = W/KM
= 120/2
= 60 N
Panjang tali yang ditarik (s)
KM x jarak naik beban
= 2 x 2
= 4 m
Agar beban naik 2 meter, tukang bangunan harus menarik talinya sepanjang 4 meter.

Soal 4

Seorang pekerja proyek mengangkat beban dengan massa setara 20 kg (g = 10) menggunakan katrol bergerak ideal naik 5 m. Berapa daya rata-ratanya apabila diketahui waktu yang diperlukan adalah 10 s?

A. 100 W
B. 200 W
C. 500 W
D. 1000 W

Jawaban: A. 100 W
Pembahasan:
Berat
W = m x g
= 20 × 10
= 200 N
Perubahan energi
= m x g x h
= 200 × 5
= 1000 J
Dalam sistem yang ideal, usaha gaya = 1000 J.
Daya = 1000 / 10
= 100 W

Soal 5

Sebuah katrol bergerak ideal menahan beban bermassa 30 kg. Tali pada sisi kiri dan kanan katrol mempunyai tegangan sama yaitu T. Apabila sistem tersebut berada dalam kesetimbangan, berapa tegangan setiap tali?

A. 300 N
B. 150 N
C. 200 N
D. 100 N

Jawaban: B. 150 N
Pembahasan:
Pada katrol bergerak ideal, dua gaya tegangan (dua tali) menahan beban:
2T = W = m x g
= 30 × 10
= 300 N
Maka,
T = 300 / 2
= 150 N

Baca Juga :

Prinsip Kerja Pesawat Sederhana Pada Saat Seseorang Mengangkat Barbel Adalah?

Contoh Soal Katrol Majemuk

Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bergerak yang digabung menjadi satu, sehingga semakin kuat dan lebih efisien.

Ciri-ciri katrol majemuk adalah memiliki beberapa roda katrol, membutuhkan gaya yang lebih kecil, apalagi jika katrolnya semakin banyak. Tapi, tali yang perlu ditarik juga lebih panjang.

Rumus katrol majemuk: F = W/n, dengan n merupakan jumlah tali yang menyangga beban.