Pembelajaran IPA

HUBUNGAN ENERGI ANGIN - GAYA - GERAK

Disusun Oleh :

1. Aena Aenaul Magfiroh FI ( 10.0405.0012 )

PENDIDIKAN GURU MADRASAH IBTIDAIYAH

FAKULTAS AGAMA ISLAM

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAGELANG

2011

1.        KINCIR ANGIN

Cara Kerja Kincir Angin

Pada mulanya kincir angin digunakan untuk memompa air dan menggiling terigu. Perkembangan teknologi menemukan kegunaan lain pada kincir angin. Dengan sedikit rekayasa manusia kincir angin digunakan untuk menghasilkan listrik. Pertanyaannya kemudian adalah: “Bagaimana cara kerja kincir angin?”.

Angin merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui dan sangat potensial. Angin dianggap sebagai salah satu sumber energi paling praktis dan sempurna karena bebas emisi dan gratis. Sisi terbaiknya adalah angin dapat mengurangi beban listrik 50% hingga 80%.

Pada dasarnya struktur ini terdiri dari 2 – 3 bilah kipas yang terhubung ke sebatang poros. Bilah-bilah tersebut digunakan untuk mengumpulkan energi angin yang mengalir di sekelilingnya. Sementara poros disambungkan dengan kabel ke generator, yang kemudian dihubungkan ke baterai. Generator juga disebut inti dari mekanisme ini, karena generatorlah yang mengubah energi yang terkumpul.

Setelah mengumpulkan dan mengubah energi, baterai diperlukan untuk menyimpan seluruh energi yang terkumpul, yang kemudian dihubungkan ke sistem listrik.

Urutan Cara Kerja Kincir Angin

- Pertama: kincir angin memperlambat kecepatan angin dengan menggunaka

bilah,    yang cara kerjanya serupa dengan baling-baling pesawat.

- Setelah angin mengalir di sekeliling bilah, maka bilah mengumpulkan energi kinetik.

- Kemudian bilah, yang terhubung ke poros penggerak, berputar pelan dan mengirimkan banyak tenaga pemutar ke gearbox.

- Gearbox kemudian menyesuaikan tenaga pemutar ini, dan sebagai pengganti berputar secara pelan dengan banyak tenaga di setiap putaran, putaran menjadi semakin cepat dengan lebih sedikit tenaga di setiap putaran.

- Saat itulah, generator, yang terhubung ke gearbox, menghasilkan listrik melalui sekian banyak magnet dan kawat tembaga yang terdapat di dalamnya.

F          aktor penting yang memainkan peran vital pada kerja mesin ini adalah ukuran strukturnya, mengingat jumlah listrik yang dihasilkan tergantung pada ukuran struktur mesin. Semakin besar struktur, maka semakin besar tenaga yang dihasilkan untuk memutar poros, yang berarti semakin besar listrik yang bisa dihasilkan.

Mungkin Anda juga pernah melihat kincir angin dipasang di lembah atau di puncak bukit. Hal ini dikarenakan perpaduan udara panas dan dingin dapat menghasilkan angin (udara yang bergerak). Kadang kincir angin dipasang di dekat aliran air. Hal tersebut dilakukan karena perubahan suhu yang dihasilkan oleh laut dan matahari juga menghasilkan angin.

Satu fakta penting mengenai cara kerja kincir angin adalah bahwa satu turbin bisa menghasilkan 100 megawatt listrik. Bayangkan berapa banyak listrik yang dihasilkan dengan turbin besar yang digabungkan

1.      PERAHU LAYAR

Perahu layar biasanya bergerak searah dengan angin , karena adanya dorongan angin pada layarnya . dengan adanya HUkum Bernoulli , perahu dapat bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah angin , dengan menggunakan 2 layar yang dapat diatur-atur .perahu dapat bergerak berlawanan dengan arah angin , 2 layar diatur sedemikin rupa sehingga angin yang masuk ke ruang antara 2 layar memiliki kecepatan yang lebih besar . lengkungan layar mirip dengan lengkungan sisi pesawat terbang , sehingga kecepatan angin pada sisi lengkung (depan layar) lebih besar dari kecepatan angin di belakang layar .
ada dua gaya yang bekerja pada perahu yaitu gaya bernoulli pada layar perahu dan gaya air pada sirip perahu .

Cara kerja Layar
ketika angin datang dari arah belakang , angin akan mendorong layar dan perahu akan bergerak ke depan . tetapi jika angin datang dari arah samping maka perahu akan bergerak ke samping . dengan adanya "keel" , dapat menahan gaya dari samping . keel harus dibentuk dengan baik untuk melawan kekuatan angin dari samping .

PRINSIP belayar
4 gaya yang terlibat dalam berlayar

1.      angin berhembus ke dalam layar dan mendorong perahu

2.      keel di bagian dasar kapal (hull) adalah bagian yang sangat berat yang mendorong terhadap air dan memberikan pemberat kapal untuk melawan kekuatan dari layar yan sedang mendorong dengan cara lain

3.      pada kedua sisi layar ada tekanan yang berbeda . tekanan tinggi pada permukaan layar , dan tekanan rendah dibelakang

4.      gesekan yang terjadi yaitu di permukaan kapal dan air .

2.      KINCIR AIR

Air merupakan salah satu bentuk energi yang mudah didapat. Di dalam tenaga air tersimpan energi yang sangat besar yaitu energi potensial dan kinetik. Kedua energi tersebut tergabung menjadi energi mekanik yang mampu dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik.Kincir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi mekanik berupa torsi pada poros kincir

1.2.1 Kincir Air Overshot

Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir jatuh ke dalam  bagian sudu-sudu sisi bagian atas, dan karena gaya berat air  roda kincir berputar. Kincir air overshot adalah kincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis kincir air yang lain.

1.2.2 Kincir Air Undershot

Kincir air undershot bekerja bila air yang mengalir, menghantam dinding sudu yang terletak  pada bagian bawah dari kincir air. Kincir air tipe undershot tidak mempunyai tambahan keuntungan dari head.Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata.    Tipe ini disebut juga dengan ”Vitruvian”. Disini aliran air berlawanan dengan arah sudu yang memutar kincir.

1.2.3 Kincir Air Breastshot

Kincir air Breastshot merupakan perpaduan antara tipe overshot dan undershot dilihat dari energi yang diterimanya. Jarak tinggi jatuhnya tidak melebihi diameter kincir, arah aliran air yang menggerakkan kincir air disekitar sumbu poros dari kincir air. Kincir air jenis ini menperbaiki kinerja dari kincir air tipe under shot

1.2.4 Kincir Air Tub

Kincir air Tub merupakan kincir air yang kincirnya diletakkan secara horisontal dan sudu-sudunya miring terhadap garis vertikal, dan tipe ini dapat dibuat lebih kecil dari pada tipe overshot maupun tipe undershot. Karena arah gaya dari pancuran air menyamping maka, energi yang diterima oleh kincir yaitu energi potensial dan kinetik.

3.      PEGAS PADA BOLPOINT

Ketika pegas ditekan, kita member energy. Energi ini disimpan sebagai energy potensial pegas. Ketika polpen dilepaskan energy potensial pegas diubah menjadi energy gerak. Sehingga pulpen bergerak ke atas.

4.      PEGAS PADA MOBIL

Pegas berfungsi untuk menghilangkan getaran karoseri yang ditimbulkan oleh pukulan jalan pada roda, selain itu juga menjamin roda agar tetap menapak pada permukaan jalan.

Pemegasan pada kendaraan dihasilkan oleh : ban, pegas suspense dan pegas tempat duduk.

Di bawah ini ada dua macam sistem pada mobil yang dapat dibedakan berdasarkan kenyamanan dalam penggunaan pegas.

Masa tak terpegas meliputi roda, rem, aksel dan 12 pegas bagian bawah.

Masa berpegas meliputi bodi dan semua komponen yang melekat pada bodi, penumpang barang dan 12 pegas bagian atas.

Jelas terlihat pada gambar 1 kendaraan lebih nyaman dari pada gambar 2. Dapat disimpulkan bahwa kendaraan akan semakin nyaman jika massa tak terpegas semakin ringan, tentu saja harus kuat.

Pada sistem pegas pada kendaraan, pada hal ini mobil tentunya roda lebih dari satu, dan semua gaya yang diterima roda pastinya akan mempengaruhi pergerakan roda lainnya. Misalnya saja saat terjadi efek rolling bodi kendaraan dan sifat jalan belok kendaraan, harus ada yang bisa menyeimbangkan kendaraan dalam rangka untuk kenyamanan, disinilah fungsi stabilisator.

Cara kerja :

Pada saat salah satu roda terpegas ( missal : pada saat kendaraan belok ), maka bagian melintang stabilisator menerima beban punter karena gaya pada kedua sisi memanjang berlawanan arah.

Karena salah satu sisi stabilisator berhubungan langsung dengan bodi, maka gaya Fa menarik bodi ke bawah gaya Fb mengangkat bodi ke ataas, sehingga kecenderungan “Rolling” berkurang.

Share