Sumber Daya

Mengalir Bersama Air

Menengah
SEADSTEM Go with the flow Experiment Photo: © iStock trocphunc
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Loading...
Sumber Daya Tipe
Eksperimen
Mata Kuliah
Rekayasa Fisika
Topik
Energi Proses Rekayasa
Waktunya beraktifitas
2–3 Jam

Dalam proyek ini, siswa akan merancang struktur teras, menyimulasikan sistem irigasi sawah di dunia nyata.

Sience S
Technology T
Engineering E
Mathematics M

Terkait

Tujuan Pembangunan Berkelanjutan

Pendahuluan

Air yang dituangkan dari ember akan mengalir ke tanah secara alami. Ini merupakan sifat air pada umumnya, yakni selalu mengalir ke tempat yang lebih rendah karena pengaruh gravitasi.

Kecepatan air mengalir bergantung pada jumlah gaya yang diberikan. Air yang keluar dari pistol air akan bergerak cepat karena didorong oleh suatu daya. Begitu pula ketika air dituangkan ke dalam corong, bagian lebar corong akan terisi dengan cepat karena air dapat bergerak lebih cepat di area yang luas. Namun, ketika tiba di leher corong yang sempit aliran air pun melambat. Ini membuktikan bahwa ketika air bergerak dari ruang yang lebih luas ke ruang yang lebih sempit, tekanan air akan semakin tinggi.

Hujan akan bergerak lebih cepat di permukaan jendela daripada di dinding. Ini disebabkan karena permukaan dinding yang lebih kasar menimbulkan gesekan, sehingga kecepatan air melambat. Gravitasi, gaya, dan gesekan memengaruhi tekanan air dan seberapa cepat air mengalir. Arah aliran air dipengaruhi oleh gravitasi.

Air dapat mengalir dengan berbagai cara. Studi tentang bagaimana air mengalir adalah bagian dari cabang fisika yang disebut dinamika fluida. Dalam percobaan ini, siswa akan mempelajari bagaimana air mengalir dengan mengamati gerakan bola plastik. Jika dihubungkan dengan kehidupan nyata, melalui percobaan ini siswa belajar memahami ilmu terasering dalam pertanian.

Terasering Banaue di Filipina adalah sawah berundak yang membentang di sisi gunung. Bentuknya memungkinkan petani menanam padi di lereng gunung yang sangat curam. Hebatnya, struktur ini berusia 2.000 tahun — artinya terasering itu dibuat dengan tangan, tanpa peralatan konstruksi modern!

Terasering diairi dengan sistem irigasi (sistem pengairan buatan dalam bidang pertanian) yang menyalurkan mata air gunung melalui lapisan-lapisan sawah. Ini membuktikan bahwa sistem irigasi sangat dipengaruhi oleh gravitasi (gaya yang menarik benda-benda ke bawah) ketika air mengalir menuruni lereng gunung.

Tujuan kegiatan ini adalah membuat model terasering Banaue menggunakan bahan rumah tangga sederhana (Gambar 2). Para siswa akan merancang struktur terasering, sehingga manik-manik plastik atau kayu dibawa turun dari lapisan atas dengan air mengalir untuk mensimulasikan sistem irigasi sawah. Manik-manik itu memiliki bisa mengapung sebab kerapatannya (massa per satuan volume) lebih rendah daripada kerapatan air. Selain itu, viskositas air juga akan mengakibatkan friksi (gaya yang menahan gerakan) ketika air melewati atau berada di sekitar suatu benda.

Hasil percobaan pertama merancang bentuk mesin dan membangunnya biasanya tidak sesempurnya yang diarapkan. Namun, yang terpenting, doronglah murid untuk terus kreatif mencari ide-ide desain, mengujinya, dan memodifikasi desain untuk hasil yang lebih baik.

Ingat, insinyur profesional sekalipun jarang langsung mendapatkan hasil yang benar pada percobaan pertama!

Tujuan Utama
  1. Membuat sebuah model sistem irigasi bertingkat menggunakan air mengalir yang dapat mengangkut manik-manik. Manik-manik diletakkan di lapisan paling atas dan akan mengalir ke lapisan yang lebih rendah, sampai akhirnya tertahan di lapisan paling bawah.
  2. Memahami sifat dan karakteristik air.
  3. Memahami jenis aliran yang digunakan dan sains di balik sistem irigasi pertanian terasering.
Pertanyaan Panduan
  1. Faktor apa yang menyebabkan suatu benda dapat mengambang di air?
  2. Bagaimana sawah dapat diairi tanpa menggunakan listrik atau peralatan modern?
  3. Mengapa air tetap cair pada suhu yang tinggi? Bagaimana fenomena ini bermanfaat bagi makhluk hidup?
  4. Apakah es yang mengambang memiliki manfaat bagi hewan di alam? Jika ya, apa manfaatnya?