Cara Menghitung Sistem Katrol

Anda dapat menghitung gaya dan aksi sistem katrol melalui penerapan hukum gerak Newton. Hukum kedua bekerja dengan gaya dan percepatan; hukum ketiga menunjukkan arah gaya dan bagaimana gaya tegangan menyeimbangkan gaya gravitasi.

Katrol adalah roda berputar terpasang yang memiliki pelek cembung melengkung dengan tali, sabuk atau rantai yang dapat bergerak di sepanjang pelek roda untuk mengubah arah gaya tarik. Ini memodifikasi atau mengurangi upaya yang diperlukan untuk memindahkan benda berat seperti mesin mobil dan lift. Sistem katrol dasar memiliki objek yang terhubung ke salah satu ujungnya sementara gaya pengontrol, seperti dari otot seseorang atau motor, menarik dari ujung yang lain. Sistem katrol Atwood memiliki kedua ujung tali katrol yang terhubung ke benda. Jika kedua benda memiliki berat yang sama, katrol tidak akan bergerak; namun, tarikan kecil di kedua sisi akan memindahkan mereka ke satu arah atau yang lain. Jika bebannya berbeda, beban yang lebih berat akan dipercepat ke bawah sedangkan beban yang lebih ringan akan dipercepat.

Hukum kedua Newton, F (gaya) = M (massa) x A (percepatan) mengasumsikan katrol tidak memiliki gesekan dan Anda mengabaikan massa katrol. Hukum III Newton mengatakan bahwa untuk setiap aksi ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah, sehingga total gaya dari sistem F akan sama dengan gaya pada tali atau T (tegangan) + G (gaya gravitasi) menarik pada beban. Dalam sistem katrol dasar, jika Anda mengerahkan gaya yang lebih besar dari massa, massa Anda akan dipercepat, menyebabkan F menjadi negatif. Jika massa dipercepat ke bawah, F positif.

Hitung tegangan tali menggunakan persamaan berikut: T = M x A. Empat contoh, jika Anda mencoba mencari T dalam sistem katrol dasar dengan massa terpasang 9g yang dipercepat ke atas pada 2m/s² maka T = 9g x 2m/s² = 18gm/s² atau 18N (newton).

Hitung gaya yang disebabkan oleh gravitasi pada sistem katrol dasar menggunakan persamaan berikut: G = M x n (percepatan gravitasi). Percepatan gravitasi adalah konstan sama dengan 9,8 m/s². Massa M = 9g, jadi G = 9g x 9,8 m/s² = 88,2gm/s², atau 88,2 newton.

Masukkan tegangan dan gaya gravitasi yang baru saja Anda hitung ke dalam persamaan awal: -F = T + G = 18N + 88,2N = 106,2N. Gaya negatif karena benda dalam sistem katrol dipercepat ke atas. Negatif dari gaya dipindahkan ke solusi sehingga F = -106.2N.

Persamaan, F(1) = T(1) - G(1) dan F(2) = -T(2)+ G(2), anggap katrol tidak memiliki gesekan atau massa. Ini juga mengasumsikan massa dua lebih besar dari massa satu. Jika tidak, ganti persamaan.

Hitung tegangan pada kedua sisi sistem katrol menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan persamaan berikut: T(1) = M(1) x A(1) dan T(2) = M(2) x A(2). Misalnya massa benda pertama sama dengan 3g, massa benda kedua sama dengan 6g dan kedua sisi tali memiliki percepatan yang sama sebesar 6,6m/s². Dalam hal ini, T(1) = 3g x 6,6m/s² = 19,8N dan T(2) = 6g x 6,6m/s² = 39,6N.

Hitung gaya yang disebabkan oleh gravitasi pada sistem katrol dasar menggunakan persamaan berikut: G(1) = M(1) x n dan G(2) = M(2) x n. Percepatan gravitasi n adalah konstan yang sama dengan 9,8 m/s². Jika massa pertama M(1) = 3g dan massa kedua M(2) = 6g, maka G(1) = 3g x 9,8 m/s² = 29,4N dan G(2) = 6g x 9,8 m/s² = 58,8 N

Masukkan tegangan dan gaya gravitasi yang telah dihitung sebelumnya untuk kedua benda ke dalam persamaan awal. Untuk objek pertama F(1) = T(1) - G(1) = 19,8N - 29,4N = -9,6N, dan untuk objek kedua F(2) = -T(2) + G(2) = -39.6N + 58.8N = 19.2N. Fakta bahwa gaya benda kedua lebih besar dari benda pertama dan gaya benda pertama benda negatif menunjukkan bahwa benda pertama dipercepat ke atas sedangkan benda kedua bergerak ke bawah.

• Kalkulator
• Berat benda atau benda yang digunakan dalam sistem katrol