STUDI GAYA DAN MOMEN GAYA DARI AIR DALAM TABUNG PADA KINCIR AIR IRIGASI.
STUDI GAYA DAN MOMEN GAYA DARI AIR DALAM TABUNG PADA KINCIR AIR
IRIGASI
Oleh :
APRI ROMA HABEAHAN
0811111004
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
Studi Gaya dan Momen Gaya dari Air dalam Tabung
pada Kincir Air Irigasi
ABSTRAK
Air dalam tabung merupakan beban utama dari kincir pada saat mengangkat air dari sungai
ke lahan. Hal itu diakibatkan gerak yang bekerja pada kincir merupakan gerak melingkar. Untuk
menganalisa besarnya gaya dan momen gaya dari air dalam tabung pada kincir air irigasi maka
penulis meneliti tentang Studi Gaya dan Momen Gaya dari Air dalam Tabung pada Kincir Air
Irigasi.
Penelitian ini dilaksanakan di kolam dengan air tenang yang berada di Kelurahan Kuranji
Padang Sumatera Barat pada bulan Januari sampai Februari 2013. Penelitian ini bertujuan untuk
mengukur besarnya gaya dan momen gaya dari air dalam tabung pada kincir air irigasi serta
mengamati parameter-parameter yang mempengaruhi gaya tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan
mengukur besarnya gaya dan momen gaya yang diperlukan untuk mengangkat air dengan
menggunakan timbangan pegas serta mengamati beberapa faktor yang mempengaruhinya, antara
lain: kedalaman air, sudut kemiringan tabung, volume maksimum air dalam tabung, volume air
dalam tabung pada tiap-tiap posisi serta mengamati gaya dari air dalam tabung.
Hasil penelitian ini menunjukkan apabila tabung semakin mendekati posisi 90° maka gaya
yang diperlukan untuk mengangkat beban akan semakin besar dan besar gaya yang diperlukan untuk
menaikkan beban akan semakin kecil jika tabung semakin mendekati posisi 0°. Semakin besar sudut
kemiringan tabung maka volume air yang masuk ke dalam tabung akan semakin besar karena apabila
sudut kemiringan tabung semakin besar maka volume air yang tumpah pada saat pengambilan air
akan semakin kecil. Jika tinggi kincir yang terbenam dalam air semakin besar makan volume air
maksimum dalam tabung akan semakin besar karena dan gaya yang diperlukan untuk mengangkat
tabung akan semakin pula. Perbandingan besar gaya maksimum yang diperlukan untuk manaikkan
beban dalam tabung untuk perlakuan 1 tabung, 2 tabung, 3 tabung dan 4 tabung tidak linear karena
pada perlakuan 3 tabung dan 4 tabung sebagian air dalam tabung telah tumpah.
Kata kunci: Kincir air irigasi, Gaya, Momen Gay, Air, Tabung
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kincir air irigasi telah lama digunakan oleh petani karena kontruksinya yang sederhana dan
ekonomis. Beberapa daerah di Sumatera Barat, seperti Kabupaten Tanah Datar, Kabupaten Agam,
Kabupaten Sawalunto Sijunjung, dan Kabupaten Limapuluh Kota menggunakan kincir air sebagai
alat irigasi. Daerah-daerah tersebut umumnya memiliki kondisi topografi yang bergelombang dan
berbukit, serta letak sungai sebagai sumber air yang lebih rendah daripada lahan. Kincir air irigasi
berguna untuk menaikkan air dari sungai dan mengalirinya ke lahan pertanian yang letak lahannya
lebih tinggi dari sungai. Air yang dinaikkan oleh kincir air digunakan untuk mengairi sawah yang
nantinya dapat membantu petani dalam meningkatkan produksi pertanian terutama padi.
Kincir air irigasi merupakan teknologi yang cukup sederhana. Cara membuatnya cukup mudah
dengan menggunakan bambu atau kayu. Bahan pembuatnya mudah ditemukan dan kincir air dapat
dikelola dan diawasi oleh seorang petani dengan mudah karena berskala kecil. Dengan bahan
pembuat yang mudah ditemukan, maka biaya pembuatannya pun relatif murah. Kincir air juga tidak
memerlukan perawatan khusus, karena tidak menggunakan bahan yang mengalami korosif. Selain itu
kimcir air juga merupakan teknologi yang ramah lingkungan yaitu tidak menggunakan bahan bakar
dalam pengoperasiannya. Dalam pemeliharaan dan pengelolaan kincir per unitnya dapat dilakukan
oleh satu atau dua orang.
Penggunaan kincir air irigasi di lapangan seringkali kurang efektif. Hal tersebut diakibatkan
oleh perancangan kincir yang kurang tepat. Beroperasinya kincir air irigasi sangat ditentukan oleh
gaya dari sudu-sudu, gaya gesekan pada as kincir serta gaya dari air dalam tabung. Pada kesempatan
ini penulis akan meneliti tentang studi gaya dan momen gaya dari air dalam tabung.
Air dalam tabung merupakan beban utama dari kincir pada saat mengangkat air dari sungai ke
lahan. Hal itu diakibatkan gerak yang bekerja pada kincir merupakan gerak melingkar. Dimana gerak
kincir dipengaruhi beban yang dihasilkan volume air dalam tabung karena beban dari volume air
dalam tabung berlawanan dengan arah perputaran kincir. Oleh karena itu, air dalam tabung sangat
menentukan beroperasinya kincir atau tidak.
Untuk mengetahui berapa besar pengaruh air dalam tabung terhadap pergerakan kincir maka
dilakukan pengukuran besar gaya dan momen gaya yang dihasilkan air dalam tabung tersebut.
Pengukuran momen gaya dari air dalam tabung dilakukan berdasarkan teori keseimbangan momen
gaya, dimana momen gaya yang ditunjukkan oleh dynamometer sama dengan besar gaya dari tabung
yang diukur. Idealnya pengukuran dilakukan tanpa dipengaruhi oleh sudu-sudu.
Penelitian tentang studi gaya dan momen gaya dari air dalam tabung pada kincir air irigasi
penting dilakukan karena belum ada penelitian yang mengkaji tentang besar gaya dan momen gaya
dari air dalam tabung. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan beberapa kajian pada kincir air
irigasi. Kajian yang pernah dilakukan yaitu kajian gaya gesekan pada as kincir air irigasi (Wulandari,
2010), prediksi volume air dalam tabung pada kincir air irigasi dengan kincirmod (Sari, 2008), kajian
momen gaya dari sudu-sudu (Ahyana, 2010) dan prediksi debit kincir air irigasi dengan
menggunakan kincirmod (Wibowo, 2008).
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa besarnya gaya dan momen gaya dari air dalam
tabung pada kincir air irigasi.
1.3 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk membantu dalam perancangan kincir air yang efektif
dalam penggunaannya.
IRIGASI
Oleh :
APRI ROMA HABEAHAN
0811111004
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
Studi Gaya dan Momen Gaya dari Air dalam Tabung
pada Kincir Air Irigasi
ABSTRAK
Air dalam tabung merupakan beban utama dari kincir pada saat mengangkat air dari sungai
ke lahan. Hal itu diakibatkan gerak yang bekerja pada kincir merupakan gerak melingkar. Untuk
menganalisa besarnya gaya dan momen gaya dari air dalam tabung pada kincir air irigasi maka
penulis meneliti tentang Studi Gaya dan Momen Gaya dari Air dalam Tabung pada Kincir Air
Irigasi.
Penelitian ini dilaksanakan di kolam dengan air tenang yang berada di Kelurahan Kuranji
Padang Sumatera Barat pada bulan Januari sampai Februari 2013. Penelitian ini bertujuan untuk
mengukur besarnya gaya dan momen gaya dari air dalam tabung pada kincir air irigasi serta
mengamati parameter-parameter yang mempengaruhi gaya tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan
mengukur besarnya gaya dan momen gaya yang diperlukan untuk mengangkat air dengan
menggunakan timbangan pegas serta mengamati beberapa faktor yang mempengaruhinya, antara
lain: kedalaman air, sudut kemiringan tabung, volume maksimum air dalam tabung, volume air
dalam tabung pada tiap-tiap posisi serta mengamati gaya dari air dalam tabung.
Hasil penelitian ini menunjukkan apabila tabung semakin mendekati posisi 90° maka gaya
yang diperlukan untuk mengangkat beban akan semakin besar dan besar gaya yang diperlukan untuk
menaikkan beban akan semakin kecil jika tabung semakin mendekati posisi 0°. Semakin besar sudut
kemiringan tabung maka volume air yang masuk ke dalam tabung akan semakin besar karena apabila
sudut kemiringan tabung semakin besar maka volume air yang tumpah pada saat pengambilan air
akan semakin kecil. Jika tinggi kincir yang terbenam dalam air semakin besar makan volume air
maksimum dalam tabung akan semakin besar karena dan gaya yang diperlukan untuk mengangkat
tabung akan semakin pula. Perbandingan besar gaya maksimum yang diperlukan untuk manaikkan
beban dalam tabung untuk perlakuan 1 tabung, 2 tabung, 3 tabung dan 4 tabung tidak linear karena
pada perlakuan 3 tabung dan 4 tabung sebagian air dalam tabung telah tumpah.
Kata kunci: Kincir air irigasi, Gaya, Momen Gay, Air, Tabung
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kincir air irigasi telah lama digunakan oleh petani karena kontruksinya yang sederhana dan
ekonomis. Beberapa daerah di Sumatera Barat, seperti Kabupaten Tanah Datar, Kabupaten Agam,
Kabupaten Sawalunto Sijunjung, dan Kabupaten Limapuluh Kota menggunakan kincir air sebagai
alat irigasi. Daerah-daerah tersebut umumnya memiliki kondisi topografi yang bergelombang dan
berbukit, serta letak sungai sebagai sumber air yang lebih rendah daripada lahan. Kincir air irigasi
berguna untuk menaikkan air dari sungai dan mengalirinya ke lahan pertanian yang letak lahannya
lebih tinggi dari sungai. Air yang dinaikkan oleh kincir air digunakan untuk mengairi sawah yang
nantinya dapat membantu petani dalam meningkatkan produksi pertanian terutama padi.
Kincir air irigasi merupakan teknologi yang cukup sederhana. Cara membuatnya cukup mudah
dengan menggunakan bambu atau kayu. Bahan pembuatnya mudah ditemukan dan kincir air dapat
dikelola dan diawasi oleh seorang petani dengan mudah karena berskala kecil. Dengan bahan
pembuat yang mudah ditemukan, maka biaya pembuatannya pun relatif murah. Kincir air juga tidak
memerlukan perawatan khusus, karena tidak menggunakan bahan yang mengalami korosif. Selain itu
kimcir air juga merupakan teknologi yang ramah lingkungan yaitu tidak menggunakan bahan bakar
dalam pengoperasiannya. Dalam pemeliharaan dan pengelolaan kincir per unitnya dapat dilakukan
oleh satu atau dua orang.
Penggunaan kincir air irigasi di lapangan seringkali kurang efektif. Hal tersebut diakibatkan
oleh perancangan kincir yang kurang tepat. Beroperasinya kincir air irigasi sangat ditentukan oleh
gaya dari sudu-sudu, gaya gesekan pada as kincir serta gaya dari air dalam tabung. Pada kesempatan
ini penulis akan meneliti tentang studi gaya dan momen gaya dari air dalam tabung.
Air dalam tabung merupakan beban utama dari kincir pada saat mengangkat air dari sungai ke
lahan. Hal itu diakibatkan gerak yang bekerja pada kincir merupakan gerak melingkar. Dimana gerak
kincir dipengaruhi beban yang dihasilkan volume air dalam tabung karena beban dari volume air
dalam tabung berlawanan dengan arah perputaran kincir. Oleh karena itu, air dalam tabung sangat
menentukan beroperasinya kincir atau tidak.
Untuk mengetahui berapa besar pengaruh air dalam tabung terhadap pergerakan kincir maka
dilakukan pengukuran besar gaya dan momen gaya yang dihasilkan air dalam tabung tersebut.
Pengukuran momen gaya dari air dalam tabung dilakukan berdasarkan teori keseimbangan momen
gaya, dimana momen gaya yang ditunjukkan oleh dynamometer sama dengan besar gaya dari tabung
yang diukur. Idealnya pengukuran dilakukan tanpa dipengaruhi oleh sudu-sudu.
Penelitian tentang studi gaya dan momen gaya dari air dalam tabung pada kincir air irigasi
penting dilakukan karena belum ada penelitian yang mengkaji tentang besar gaya dan momen gaya
dari air dalam tabung. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan beberapa kajian pada kincir air
irigasi. Kajian yang pernah dilakukan yaitu kajian gaya gesekan pada as kincir air irigasi (Wulandari,
2010), prediksi volume air dalam tabung pada kincir air irigasi dengan kincirmod (Sari, 2008), kajian
momen gaya dari sudu-sudu (Ahyana, 2010) dan prediksi debit kincir air irigasi dengan
menggunakan kincirmod (Wibowo, 2008).
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa besarnya gaya dan momen gaya dari air dalam
tabung pada kincir air irigasi.
1.3 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk membantu dalam perancangan kincir air yang efektif
dalam penggunaannya.