MAKALAH Kincir Air Fisika [PDF]

Citation preview

MAKALAH KINCIR AIR SEDERHANA Untuk Memenuhi Syarat Ujian Praktik Fisika



NAMA KELOMPOK :    



DESNEYSHA MUJI NUGRAHENI NURUL MUTIARA FIRDAUSI SALSABILA AZZAHRO SIFA AZZURA SALSABILA KELAS : XII MIA 2



MAN 1 KOTA BEKASI TAHUN PELAJARAN 2019/2020



BAB 1 PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Energi merupakan kemampuan untuk melakukan gerak. Air yang mengalir mempunyai energi untuk menggerakkan benda. Salah satu alat yang memanfaatkan energi gerak air adalah kincir air. Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air mengalir).Tenaga air (hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan di gunakan dalam wujud energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan kincir air atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air di sungai. Sejak awal abad 18 kincir air banyak dimanfaatkan sebagai penggerak penggilingan gandum, penggergajian kayu dan mesin tekstil. Memasuki abad 19 turbin air mulai dikembangkan. Kincir air adalah sebuah bangunan air berbentuk lingkaran yang dibangun di sungai. Alat ini berputar pada sumbunya karena adanya dorongan aliran air sungai yang cukup deras. Sejalan dengan berputarnya kincir, alat ini sekaligus mengambil air dari sungai dan menumpahkannya ke talang/ penampung air di bagian puncaknya. Selanjutnya air dari talang didistribusikan secara gravitasi ke daerah yang membutuhkan.



1.2 Tujuan 1. Menjelaskan energi kinetik dan energi potensial pada kincir air sederhana 2. Menjelaskan prinsip kerja pada kincir air sederhana 3. Menjelaskan cara membuat kincir air sederhana



BAB II LANDASAN TEORI



2.1 Dasar Teori Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena benda yang dalam keadaan diam dapat memiliki energi. Jika benda tersebut bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak. Contoh misalnya seperti buah kelapa yang siap jatuh dari pohonnya, air terjun, dan lain sebagainya. Energi kinetik adalah energi dari suatu benda yang dimiliki karena pengaruh gerakannya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya. Setiap benda yang bergerak memberikan gaya pada benda lain dan memindahkannya sejauh jarak tertentu. Benda yang bergerak memiliki kemampuan untuk melakukan kerja, karenanya dapat dikatakan memiliki energi. Kata kinetik berasal dari bahasa yunani, kinetikos,yang artinya “gerak”. ketika benda bergerak, benda pasti memiliki kecepatan. Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena gerakannya atau kecepatannya. Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung pada besarnya head dan debit air. Dalam hubungan dengan reservoir air maka headadalah beda ketinggian antara muka air pada reservoir dengan muka air keluar dari kincir air/turbin air. Total energi yang tersedia dari suatu reservoir air adalah merupakan energi potensial air yaitu:



E = mgh Dengan, m adalah massa air h adalah head(m) g adalah percepatan gravitasi (m/s2) Selain memanfaatkan air jatuh, tenaga air (hydropower) dapat diperoleh dari aliran air datar. Dalam hal ini energi yang tersedia merupakan energi kinetik :



E = ½ MV2 Dengan, v adalah kecepatan aliran air (m/s) Daya air yang tersedia dinyatakan sebagai berikut:



P = ½ pQv2 Atau dengan menggunakan persamaan kontinuitas Q = Av maka,



P = ½ pAv3 Dengan, A adalah luas penampang air (m2)



2.2 Manfaat Media Manfaat dari media ini adalah : 1.



Alat dan bahan yang digunakan mudah didapat



2. Bahan berasal dari sampah yang sudah tidak dipakai, misalnya kaleng minuman. Sehingga kita dapat memanfaatkan sampah menjadi barang yang lebih bernilai. 3.



Cara pembuatannya mudah, sehingga peserta didik dapat membuatnya sendiri di rumah.



4.



Peserta didik dapat memahami prinsip energi gerak, khususnya kincir air.



5.



Alat peraga ini menarik karena anak dapat berkreasi dalam menghiasnya.



2.3 Alat dan bahan 1. Stik es krim 2. Kaleng minuman 3. Selang kecil 4. Lem tembak 5. Gunting 6. Cutter 7. Pulpen bekas



2.4 Cara membuat rangkaian 1. Siapkan bahan 2. Potong pulpen bekas sebesar stik es krim



3. Potong stik es krim menjadi beberapa bagian kecil dan beberapa bagain yang panjang 4. Lalu rekatkan potongan stik es krim menggunakan lem tembak



5. Setelah itu beri lem tembak pada potongan pulpen dan rekatkan stik es krim yang sudah di rakit tadi menjadi baling baling kincir air



6. Beri lubang pada bagian depan pada bawah kaleng dan belakang pada atas kaleng 7. Setelah itu masukkan selang kecil pada bolongan bagian bawah dan selang yang panjang pada bagian atas dan rekatkan menggunakan lem tembak



8. Kemudian potong kembali stik es krim menjadi beberapa bagian yang sedang dan panjang lalu rekatkan dengan lem tembak



9. Setelah itu rekatkan semua kerangka diatas menjadi seperti dibawah ini menggunakan lem tembak



10. Lalu tutup bagian atas menggunakan stik es krim berukuran sedang



11. Gabungkan baling-baling kincir air dengan sanggahan yang telah dibuat



12. Rangkaianpun telah jadi



2.5 Langkah kerja 1. Isi kaleng dengan air melalui selang 2. Taruh kaleng diatas sanggahan yang telah dibuat 3. Baling-baling kincir akan berputar karena terkena tekanan dari air



BAB III PEMBAHASAN



Kincir air dapat didefenisikan sebagai peralatan mekanis berbentuk roda (wheel) dengan sudut (bucketatau vane) pada sekeliling tepi-tepinya, yang diletakkan pada poros horizontal. Kincir air berarti kincir dengan media air, di samping ada juga kincir angin dengan media kerja angin. Pada kincir air, air beroperasi pada tekanan atmosfer dan air mengalir melalui sudut-sudut, yang mengakibatkan kincir berputar pada putaran tertentu. Air mengalir dari permukaan atas (head race) ke permukaan (tail race) melalui sudut-sudut tersebut. Kincir air merupakan sarana untuk mengubah energi air menjadi energi mekanik berupa torsi pada poros kincir. Dalam kegiatan ini kincir air sederhana memiliki bagian bagian, yaitu : 1. Baling-baling kincir air, baling itu berputar dengan pusat rotasinya yaitu poros. Prinsip kerja dari kincir air adalah ketika aliran air menumbuk salah satu dari baling maka baling akan bergerak dan secara bergantian masing-masing baling akan tertumbuk oleh aliran air sehingga kincir air akan memutarkan poros dan kincir ini akan menimbulkan torsi putaran yang akan dipakai untuk memutarkan pompa sehingga pompa dapat memompa fluida. 2. Kaleng minuman, sebagai tempat menampung aliran air dan air dikeluarkan melalui selang. 3. Sanggahan, berfungsi sebagai tempat menampung bak aliran air. Pada PLTA sederhana, cara kerja dari kincir air ini adalah dengan memasang papan kayu sebagai tempat mengarahkan air menuju putaran kincir. Kemudian pada kincir dipasangi turbin kecil, dan magnet. Pada kincir juga dipasangi tali karet untuk mengubungkan putaran turbin besar dan turbin kecil yang akhirnya dapat memutaran magnet.               Arus listrik yang dihasilkan dipengaruhi oleh derasnya air yang mengalir menuju putaran magnet. Semakin deras air maka semakin cepat putaran magnet. Dengan putaran magnet yang cepat maka akan menghasilkan arus listrik yang besar.



BAB IV KESIMPULAN



4.1 Kesimpulan Kincir air adalah  sebuah alat berbentuk lingkaran yang dibangun di sungai. Alat ini berputar pada sumbunya karena adanya dorongan aliran air sungai yang cukup deras. Sejalan dengan berputarnya kincir, alat ini sekaligus mengambil air dari sungai dan menumpahkannya ke talang/ penampung air. Selanjutnya air dari talang didistribusikan secara gravitasi ke daerah yang membutuhkan.



4.2 Saran 1. Sebaiknya media ini digunakan di sekolah-sekolah agar siswa-siswa lebih tertarik dan mengerti materi tentang fluida. 2. Guru harus lebih kreatif lagi dalam mencari media pembelajaran agar siswa lebih semangat dalam belajar fisika.