AIR MANCUR TANPA LISTRIK
MAKALAH UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH FISIKA TERAPAN yang dibina oleh Bapak Agus Utomo
oleh Arum Kumala Puspasari 130522506278
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL PROGRAM STUDI D3 TEKNIK SIPIL DAN BANGUNAN OFF B Desember 2013
KATA PENGANTAR Puji syukur selalu kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkah, rahmat, bimbingan dan petunjuk-Nya kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Air Mancur Tanpa Listrik” ini tepat waktu. Makalah ini berisikan materi mengenai dasar teori yang mendukung penerapan sistem hidrolika dari ilmu fisika ini untuk dipraktikkan pada air mancur tanpa listrik. Dilampirkan pula hasil dari praktikum penerapan sistem hidrolika ini menggunakan peralatan sederhana. Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai sarana pembelajaran bagi mahasiswa untuk lebih mendalami dan memahami materi Fisika Terapan, serta untuk dijadikan bahan penilaian pada Ujian Akhir Semester. Saya berharap agar makalah ini dapat diterima sebagai penunjang nilai Ujian Akhir Semester. Dan dalam kesempatan ini kami ucapkan terima kasih kepada: 1 2
dosen pembina Fisika Terapan Universitas Negeri Malang, semua pihak yang telah membantu penulisan makalah ini. Akhir kata kami menyadari bahwa penulisan makalah ini tidaklah luput dari
kekurangan dan ketidak sempurnaan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membantu kesempurnaan makalah ini sangatlah diharapkan. .
Malang,
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Sebuah air mancur di taman dengan suara gemericik merupakan sebuah pemandangan yang daat menciptakan suasana damai penuh ketenangan dalam sebuah rumah. Berbagai tipe air mancur dapat dibuat untuk menjadi solusi yang saat ini banyak diminati. Berbagai tipe pula air mancur dengan sistem pompa listrik yang banyak dijual di pasaran sehingga dapat dipilih sesuai selera dan kebutuhan akan hadirnya sebuah tetesan air di kolam taman. Di balik kemudahan tersebut adakah pertimbangan dan alasan lain untuk kita tidak memilih jenis pompa yang seperti di pasaran? Dengan pilihan modelnya sebenarnya mereka menggunakan cara kerja yang sama, yakni bersumber pada tenaga listrik. Inilah yang sebenarnya membuat kita berfikir dua kali sebelum akhirnya memutuskan untuk meletakkan sebuah air mancur di taman kita. Banyak dari kita berfikir bahwa listrik yang digunakan pada air mancur di taman tidak sebanding dengan keindahannya ketika pemilik harus mengeluarkan sejumlah biaya lagi untuk sekedar membuat air mancur di taman. Itulah mengapa mereka lebih memilih untuk membuat kolam sebagai bagian efek air pada taman dibandingkan harus mengeluarkan budget lebih untuk sekedar meletakkan air mancur di taman. Bukan tidak mungkin jika air mancur yang kita inginkan tidak lagi menggunakan listrik sebagai sumber tenaganya, bukan tidak mungkin pula jika tidak ada listrik yang dikeluarkan maka kita tidak perlu mengeluarkan biaya . Lalu bagaimana cara membuat air mancur tanpa tenaga listrik ini? Dalam makalah ini penulis akan menyampaikan bagaimana cara memanfaatkan teori hidrolik fisika untuk diterapkan dalam pembuatan air mancur tanpa listrik ini.
B. Rumusan Masalah Melihat ulasan yang telah penulis paparkan diatas, adapun rumusan masalah dalam makalah ini ialah: 1. Pengertian teknik hidrolika 2. Prinsip kerja teknik hidrolika 3. Pelaksanaan percobaan pompa air tanpa listrik
C.
Tujuan Penulisan Tujuan dalam pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut. 1. Mahasiswa dapat mengetahui penerapan ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari, khususnya pada bidang ketekniksipilan. 2. Mahasiswa mengetahui pengertian hidrolika dan prinsip kerjanya. 3. Mahasiswa mampu menalar prinsip kerja hidrolika dengan mempertimbangkan faktor-faktor pendukungnya seperti fluida dan udara. 4. Mahasiswa dapat menerapkan teori hidrolika dalam kehidupan sehari-hari.
BAB II PEMBAHASAN
A. DASAR TEORI 1. Pengertian Teknik Hidrolika Teknik Hidrolika adalah sub-bab bidang teknik sipil yang terkait dengan aliran fluida, umumnya air dan limbah. Satu ciri khas dari sistem ini adalah analisa yang ekstensifitas dari gravitasi sebagai gaya penggerak yang menyebabkan pergerakan
fluida. Bidang teknik sipil ini terkait dengan desain jembatan, bendungan, selat, kanal, dan tanggul. Teknik hidrolika juga diaplikasikan di bidang sanitasi dan teknik lingkungan. Ditinjau dari mekanika aliran, terdapat dua macam aliran yaitu aliran saluran tertutup dan aliran saluran terbuka. Dua macam aliran tersebut dalam banyak hal mempunyai kesamaan tetapi berbeda dalam satu ketentuan penting. Perbedaan tersebut adalah pada keberadaan permukaan bebas; aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas, sedang aliran saluran tertutup tidak mempunyai permukaan bebas karena air mengisi seluruh penampang. 2. Prinsip Kerja Prinsip utama dari teknik hidrolika mencakup mekanika fluida, aliran fluida, sifat fluida, hidrologi, jaringan perpipaan, hidrolika saluran terbuka, mekanika transportasi sedimen, permodelan, permesinan hidrolika, dan hidrolika drainase. Sifat dari zat cair : - Tidak mempunyai bentuk yang tetap, selalu menyesuaikan bentuk yang ditempatinya. - Zat cair tidak dapat dikompresi. - Meneruskan tekanan ke segala arah. Hidrolik dapat dinyatakan sebagai alat yang memindahkan tenaga dengan mendorong sejumlah cairan tertentu. Komponen pembangkit aliran fluida bertekanan disebut pompa, dan komponen pengubah tekanan hidrolik menjadi gerak mekanik (lurus/rotasi) disebut elemen kerja (silinder/motor hidroulik). Keuntungan-keuntungan sistem hidrolik : - Fleksibel dalam penempatan komponen transmisi tenaga. - Gaya yang sangat kecil dapat digunakan untuk mengangkut gaya yang besar. - Beban dengan mudah bisa dikontrol dengan menggunakan katup pengatur tekanan - Dapat dioperasikan pada kecepatan yang berubah-ubah. - Arah operasi dapat dibalik seketika. - Lebih aman jika beroperasi pada beban berlebih. - Tenaga dapat disimpan dalam akumulator.
Kelemahan sistem hidrolik : Sistem hidrolik membutuhkan suatu lingkungan yang betul-betul bersih. Komponen-komponennya sangat peka terhadap kerusakan-kerusakan yang diakibatkan oleh debu, korosi dan kotoran-kotoran lain, serta panas yang mempengaruhi sifat-sifat minyak hidrolik. Fungsi fluida hidrolik : - Sebagai pemindah/penerus gaya. - Pelumas bagian-bagian yang bergesekan. - Pengisi celah (seal) jarak antara dua bidang yang melakukan gesekan. - Sebagai pendingin atau penyerap panas yang timbul akibat gesekan. Syarat fluida hidrolik : - Mampu mencegah korosi atau kontaminasi. - Mampu mencegah adanya pembentukan endapan. - Tidak mudah membentuk buih-buih oli. - Stabil & mampu menjaga nilai kekentalan. - Dapat memisahkan kandungan air. - Sesuai atau cocok dengan penyekat/seal dan gasket yang dipakai pada komponen
B. PELAKSANAAN Alat dan Bahan yang Diperlukan :
a. Tiga botol minuman kemasan sebagai wadah air. Bisa juga digantikan dengan pipa tertutup, tetapi akan sulit melihat laju air di dalamnya. b. Sedotan atau selang yang akan berfungsi sebagai jalan penghubung air antar botol c. Pisau ataugunting untuk melubangi botol yang akan dimasuki sedotan sebagai saluran air. d. Lem untuk menyambung sedotan, dan juga menyegel lubang yang kita buat di botol sehingga air dan udara dari luar tidak bisa masuk. Fungsi lem bisa diganti dengan “Lilin mainan” ataupun perekat lainnya. Cara Pembuatan a. Belah salah satu botol menjadi 2 bagian. Bagian atas yang akan digunakan dalam percobaan ini. Bagian ini adalah sebagai wadah air yang akan memancar nantinya. b. Dengan menggunakan pisau, lubangi bagian-bagian dari botol secara perlahan, denga lebar sesuai dengan diameter sedotan yang akan dipakai.
-
Lubangi bagian tutup botol (untuk semua botol). Pada satu botol buatlah lubang sebanyak dua sebagai jalan sedotan penerima dan sedotan pembuang
-
air. Lubangi bebearapa bagian badan botol-botol tersebut seperti gambar di bawah ini.
-. Pasangkan selang yang menghubungkan masing-masing lubang sesuai dengan arah aliran dan tekanan air. (Lihat gambar) -Tempatkan botol dengan sedotan pembuangan lebih rendah dari botol dengan sedotan penerima. c. Isi botol tengah dengan air sampai batas sedotan yang terhubung dengan botol bawah. Dengan konfigurasi di atas, agak sulit untuk melakukan pengisian air karena jika tutup botol tengah diputar, otomatis sedotan-sedotan yang menempel dengannya akan ikut berputar. Satu-satunya botol yang bebas diputar adalah botol bawah. Lepaskan botol bawah dari tutupnya. Lalu tutup ujung sedotan di tutup botol bawah yang
terhubung dengan botol atas. Lalu dengan menyiram air dari botol atas, air akan dapat terisi ke botol tengah. Setelah botol tengah terisi, tutup kembali botol bawah. Mulai isi botol atas dengan air sampai batas sebelum ujung sedotan yang terhubung dengan botol tengah. Air mancur akan secara ajaib muncul.
Gambar di atas adalah kondisi awal. Tekanan udara di dalam botol tengah dan bawah sama dengan tekanan udara di luar botol
Setelah botol atas diisi air, maka air akan mengalir langsung dari botol atas ke botol bawah
Botol bawah mulai terisi air, dan tekanan udara dalam botol bawah menjadi lebih besar dari tekanan udara di luar botol. Tekanan ini kemudian dilanjutkan ke botol tengah
Tekanan udara dalam botol tengah sekarang menjadi lebih besar dari tekanan udara di luar botol. Tekanan ini mendorong air di dalam botol tengah sehingga air mencari jalan keluar untuk melalui sedotan ke botol atas. Terjadilah air mancur.
Level permukaan di botol atas akan selalu tetap karena air yang meluncur ke botol bawah akan selalu tergantikan oleh air mancur dari botol tengah.
Air mancur akan terus terjadi sampai permukaan air di dalam botol tengah lebih rendah dari sedotan yang menghubungkannya dengan botol atas.
Kunci berhasilnya pompa air tanpa listrik ini adalah: 1.
Botol yang digunakan tidak boleh bocor sedikitpun. Kebocoran botol dapat menyebabkan udara dari luar masuk, sehingga tekanan yang ada di dalam tabung tidak seimbang. .
2..
Sedotan yang digunankan (sedotan pengambilan dan sedotan pembuangan) tidak boleh bervariasi, harus menggunakan ukuran sedotan yang sama.
3.
Air yang berada di tabung harus benar-benar penuh. Angin yang masuk juga bisa jadi faktor kegagalan.
BAB III PENUTUP A.
Kesimpulan Pembuatan pompa air tanpa listrik ini didasari dari teori hidrolika. Prinsip kerjanya sudah diterapkan pada air mancur Heron (Heron Fountain) yang menjadi sumber inspirasi dari percobaan di atas. Penerapan sistem hidrolika dapat berhasil pada percobaan ini apabila tetap mempertimbangkan elemen-elemen lainnya yang mendukun pada percobaan ini. Seperti penggunaan fluida jenis air, kesesuaian penampang (menggunakan botol air mineral) dengan jalan air (sedotan). Keberhasilan percobaan juga bergantung pada kondisi alat-alat yang digunakan. Apabila ada kebocoran pada badan botol ataupun sedotan, air yang akan memancar akan lebih kecil dari seharusnya, atau bahkan tidak memancar.
DAFTAR PUSTAKA Leatemia, Eka. 2009. Perbedaan Teknik Sipil, (Online), (Helen Fauntain), diakses 10 Desember 2013. Simanjuntak, Hendrisman. 2012. Perbedaan Teknik Sipil dan Arsitektur, (Online), (http://fullcivil.blogspot.com/2012/11/airmancuralami.html), diakses 10 Desember 2013. Narotama. 2010. Perbedaan Teknik Sipil dan Arsitek, (Online), (http://dosen.narotama.ac.id/wp-content/uploads/2012/01/air-mancur-tanpa-listrok), diakses 2 Desember 2013
