Bisa dibilang fisika ada di mana-mana. Kenapa? Karena fisika mempelajari kenapa bisa terjadi hal seperti ini itu dsb kemudian bisa dirumuskan. Termasuk dalam hal menyiram dan menyemprot tanaman.
Salah satunya dalam permasalahan agar jarak semprotan air mencapai jarak yang optimum.
Usaha-usaha yang dapat dilakukan agar jarak semprotan air maksimal (xmax):
1. Meningkatkan kecepatan aliran air
yaitu:
a. Memperbesar Debit air
Memaksimalkan atau menambah debit air. Debit air yang semakin besar dengan bentuk saluran tetap maka akan menambah kecepatan air saat keluar dari semprotan.
b. Mempersempit Luas semprotan air
Jika debit air sudah maksimal atau tetap maka supaya semprotan air semakin jauh dapat dilakukan dengan memperkecil luas semprotan air.
Contoh nyatanya:
Misalnya saat tukang kebun menyemprot tanaman menggunakan selang maka biasanya akan menutupi sebagian lubang selang dengan jari. Hal ini bertujuan untuk mengurangi luas lubang selang. Sehingga dengan debit yang tetap dan luas yang semakin berkurang maka kecepatan air akan bertambah.
Sesuai dengan rumus: Q = Av
Misal luas lubang selang A1, dan kecepatan awal v, dan ditutupi lubang selang setengahnya dengan jari, maka kecepatan setelah ditutup (v2):
A1.v1 = 1/2.A1.v2
v2 = 2.v1
......
v2 lebih besar dari v1
2. Mengatur Sudut elevasi
Masih ingatkah pelajaran tentang gerak parabola? Apa pengaruhnya?
Jika diperhatikan saat kita menyemprot air menggunakan selang maka lintasan air yang terbentuk adalah parabola. Di sini rumus-rumusnya bisa berlaku.
Sinus nilai maksimalnya adalah 1 untuk sudut 90⁰. Jadi, supaya sin 2θ maksimal maka nilai 2θ adalah 90⁰ sehingga nilai θ adalah 45⁰.
Garis biru adalah air yang disemprotkan dengan sudut elevasi mendekati 45⁰. Garis merah sudut elevasinya antara 45⁰ - 90. Garis hijau sudut elevasinya mendekati 0⁰ atau hampir mendatar.
Kalau bingung 45⁰ itu seberapa, bisa dikira-kira berada di tengah-tebngahnya antara mendatar dan tegak.
# Terakhir, usaha lainnya yang masih bisa dicoba yaitu menggunakan angin. Arahkan semprotan air searah dengan arah angin yang bertiup. Kalau arahnya berbeda dengan sasaran yang dituju tidak bisa. Kasih saja kipas angin atau angin buatan.
keterangan:
Q = debit air
V = volume
s = kecepatan
A = luas
v = kecepatan
θ = sudut elevasi
g = gravitasi
Bisa dilihat kalau jauhnya jangkauan semprotan air bergantung pada kecepatan aliran air (v) dan sudut elevasinya (θ), sementara gravitasi cenderung tetap dan tidak bisa diubah-ubah.
Salah satunya dalam permasalahan agar jarak semprotan air mencapai jarak yang optimum.
Usaha-usaha yang dapat dilakukan agar jarak semprotan air maksimal (xmax):
1. Meningkatkan kecepatan aliran air
Supaya jarak semprotan maksimal maka kecepatan air (v) juga harus maksimal atau semakin besar. Usaha yang dapat dilakukan untuk memperbesar v berdasarkan rumus
[ Q = V/s = Av ]
yaitu:
a. Memperbesar Debit air
Memaksimalkan atau menambah debit air. Debit air yang semakin besar dengan bentuk saluran tetap maka akan menambah kecepatan air saat keluar dari semprotan.
b. Mempersempit Luas semprotan air
Jika debit air sudah maksimal atau tetap maka supaya semprotan air semakin jauh dapat dilakukan dengan memperkecil luas semprotan air.
Contoh nyatanya:
Misalnya saat tukang kebun menyemprot tanaman menggunakan selang maka biasanya akan menutupi sebagian lubang selang dengan jari. Hal ini bertujuan untuk mengurangi luas lubang selang. Sehingga dengan debit yang tetap dan luas yang semakin berkurang maka kecepatan air akan bertambah.
Sesuai dengan rumus: Q = Av
Misal luas lubang selang A1, dan kecepatan awal v, dan ditutupi lubang selang setengahnya dengan jari, maka kecepatan setelah ditutup (v2):
A1.v1 = 1/2.A1.v2
v2 = 2.v1
......
v2 lebih besar dari v1
2. Mengatur Sudut elevasi
Masih ingatkah pelajaran tentang gerak parabola? Apa pengaruhnya?
Jika diperhatikan saat kita menyemprot air menggunakan selang maka lintasan air yang terbentuk adalah parabola. Di sini rumus-rumusnya bisa berlaku.
Supaya jarak semprotan mencapai jarak yang maksimal jika debit dan luas aliran air tetap maka usaha yang masih bisa dilakukan adalah mengubah sudut elevasi. Sudut elevasi agar jarak semprotan dapat maksimum adalah 45⁰.
Dari mana bisa begitu?
Ingat rumus ini
[ xmax = v0² sin2θ / g ]
Sinus nilai maksimalnya adalah 1 untuk sudut 90⁰. Jadi, supaya sin 2θ maksimal maka nilai 2θ adalah 90⁰ sehingga nilai θ adalah 45⁰.
Garis biru adalah air yang disemprotkan dengan sudut elevasi mendekati 45⁰. Garis merah sudut elevasinya antara 45⁰ - 90. Garis hijau sudut elevasinya mendekati 0⁰ atau hampir mendatar.
Kalau bingung 45⁰ itu seberapa, bisa dikira-kira berada di tengah-tebngahnya antara mendatar dan tegak.
# Terakhir, usaha lainnya yang masih bisa dicoba yaitu menggunakan angin. Arahkan semprotan air searah dengan arah angin yang bertiup. Kalau arahnya berbeda dengan sasaran yang dituju tidak bisa. Kasih saja kipas angin atau angin buatan.
keterangan:
Q = debit air
V = volume
s = kecepatan
A = luas
v = kecepatan
θ = sudut elevasi
g = gravitasi
Bisa dilihat kalau jauhnya jangkauan semprotan air bergantung pada kecepatan aliran air (v) dan sudut elevasinya (θ), sementara gravitasi cenderung tetap dan tidak bisa diubah-ubah.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar