Jika anda pernah mengunjungi Sungai Kenet yang indah, anda mungkin memperhatikan struktur zigzag yang tampak aneh. Tahukah anda bahwa jika bangunan ini hilang, akibatnya akan terjadi bencana? Selamat datang di rekayasa menarik di balik Bendungan.
Misalkan ada aliran yang terbuka seperti ini. Anda memasang struktur sederhana yang disebut Bendungan ke dalam aliran. Apa yang akan terjadi? Apakah ini jawabannya? Sayangnya, jawaban anda salah. Ini aliran saluran terbuka. Tinggi permukaan airnya hampir 1,4 cm. Lalu izinkan saya memasang Bendungan ini dan melihat apa yang akan terjadi pada ketinggian permukaan air.
Setelah adanya Bendungan di bagian hulu, ketinggian air hampir 2 cm. Mengalami peningkatan. Di sisi hilirnya hanya 4 mm. Mengalami penurunan. Mengapa begitu? Apa anda bertanya-tanya mengapa kenaikan dan penurunan ketinggian air secara tiba-tiba terjadi? Kita akan menjelajahi fisika menarik di baliknya menjelang akhir video ini. Bagaimanapun, ini adalah penemuan yang menarik.
Bisakah anda memecahkan masalah desain teknik sipil menggunakan penemuan ini? Pemandangan ini diberkati dengan sungai yang indah. Namun, saat musim hujan sungai menjadi deras dan menghancurkan segalanya. Untuk mengendalikan banjir ini, di mana anda akan memasang Bendungan? Tentunya di kawasan hutan.
Pemasangan Bendungan akan menambah ketinggian air di sisi hulu tersebut. Artinya, setelah adanya Bendungan, banjir akan meningkat di kawasan hutan. Namun di sisi hilir, yaitu tempat tinggal masyarakat, ketinggian air akan berkurang. Artinya, pembuatan Bendungan sederhana akan mengurangi kemungkinan terjadinya banjir di bagian hilir. Namun, permasalahannya belum terselesaikan.
Mari kita kembali ke eksperimen dan melihatnya. Ini adalah laju aliran air minimum melalui saluran terbuka ini. Anda bisa melihat ketinggian permukaan air di atas takik hanya 8 mm. Sekarang mari kita naikkan debit air. Ketinggian di atas takik sekitar 1,5 cm. Sekarang mari kita cari laju aliran air maksimum. Sekarang air mengalir sekitar 2 cm di atas permukaan torehan.
Singkatnya, ketika anda menambah laju aliran air, ketinggian permukaan air meningkat. Apakah ini hal yang baik untuk Bendungan? Jika tinggi air meningkat drastis seiring dengan laju aliran, Bendungan bisa dengan mudah menimbulkan banjir. Inilah sebabnya mengapa Bendungan yang ideal harus mampu membatasi kenaikan ketinggian air seiring dengan laju aliran.
Bagaimana dengan Bendungan zigzag ini? Mari kita coba pada aliran saluran terbuka. Ini adalah Bendungan zigzag yang kami cetak 3D. Ketinggian air di atas permukaan Bendungan pada kasus Bendungan zigzag hanya 1,3 cm pada laju aliran maksimum. Ingat, ketinggian air berada pada ketinggian 2 cm pada Bendungan persegi panjang biasa. Hal ini menunjukkan kepada kita bahwa lebih baik menggunakan Bendungan zigzag di lanskap kita. Hewan-hewan di hutan juga akan memiliki kehidupan yang lebih damai.
Penerapan Bendungan yang paling penting adalah irigasi dan kegiatan rekreasi. Misalnya, perhatikan Sungai Kenet. Orang-orang menikmati perjalanan dengan perahu. Anda bahkan bisa melihat saluran irigasi yang mereka bangun. Demikian, sebelum dipasang Bendungan, seperti itulah kondisi Sungai Kenet.
Misalkan ada aliran yang terbuka seperti ini. Anda memasang struktur sederhana yang disebut Bendungan ke dalam aliran. Apa yang akan terjadi? Apakah ini jawabannya? Sayangnya, jawaban anda salah. Ini aliran saluran terbuka. Tinggi permukaan airnya hampir 1,4 cm. Lalu izinkan saya memasang Bendungan ini dan melihat apa yang akan terjadi pada ketinggian permukaan air.
Setelah adanya Bendungan di bagian hulu, ketinggian air hampir 2 cm. Mengalami peningkatan. Di sisi hilirnya hanya 4 mm. Mengalami penurunan. Mengapa begitu? Apa anda bertanya-tanya mengapa kenaikan dan penurunan ketinggian air secara tiba-tiba terjadi? Kita akan menjelajahi fisika menarik di baliknya menjelang akhir video ini. Bagaimanapun, ini adalah penemuan yang menarik.
Bisakah anda memecahkan masalah desain teknik sipil menggunakan penemuan ini? Pemandangan ini diberkati dengan sungai yang indah. Namun, saat musim hujan sungai menjadi deras dan menghancurkan segalanya. Untuk mengendalikan banjir ini, di mana anda akan memasang Bendungan? Tentunya di kawasan hutan.
Pemasangan Bendungan akan menambah ketinggian air di sisi hulu tersebut. Artinya, setelah adanya Bendungan, banjir akan meningkat di kawasan hutan. Namun di sisi hilir, yaitu tempat tinggal masyarakat, ketinggian air akan berkurang. Artinya, pembuatan Bendungan sederhana akan mengurangi kemungkinan terjadinya banjir di bagian hilir. Namun, permasalahannya belum terselesaikan.
Mari kita kembali ke eksperimen dan melihatnya. Ini adalah laju aliran air minimum melalui saluran terbuka ini. Anda bisa melihat ketinggian permukaan air di atas takik hanya 8 mm. Sekarang mari kita naikkan debit air. Ketinggian di atas takik sekitar 1,5 cm. Sekarang mari kita cari laju aliran air maksimum. Sekarang air mengalir sekitar 2 cm di atas permukaan torehan.
Singkatnya, ketika anda menambah laju aliran air, ketinggian permukaan air meningkat. Apakah ini hal yang baik untuk Bendungan? Jika tinggi air meningkat drastis seiring dengan laju aliran, Bendungan bisa dengan mudah menimbulkan banjir. Inilah sebabnya mengapa Bendungan yang ideal harus mampu membatasi kenaikan ketinggian air seiring dengan laju aliran.
Bagaimana dengan Bendungan zigzag ini? Mari kita coba pada aliran saluran terbuka. Ini adalah Bendungan zigzag yang kami cetak 3D. Ketinggian air di atas permukaan Bendungan pada kasus Bendungan zigzag hanya 1,3 cm pada laju aliran maksimum. Ingat, ketinggian air berada pada ketinggian 2 cm pada Bendungan persegi panjang biasa. Hal ini menunjukkan kepada kita bahwa lebih baik menggunakan Bendungan zigzag di lanskap kita. Hewan-hewan di hutan juga akan memiliki kehidupan yang lebih damai.
Penerapan Bendungan yang paling penting adalah irigasi dan kegiatan rekreasi. Misalnya, perhatikan Sungai Kenet. Orang-orang menikmati perjalanan dengan perahu. Anda bahkan bisa melihat saluran irigasi yang mereka bangun. Demikian, sebelum dipasang Bendungan, seperti itulah kondisi Sungai Kenet.
Seperti yang kita lihat pada percobaan, ketika kita memasang Bendungan, ketinggian air di bagian hulu bertambah. Di bagian hilir, ketinggian aliran masih rendah. Bagaimanapun, dipasangnya Bendungan membuat sisi hulu sungai bermanfaat bagi manusia.
Sekarang mari kita kembali ke topik yang sudah anda tunggu-tunggu. Bagaimana pemasangan Bendungan bisa mengubah ketinggian permukaan air baik di hilir maupun di hulu? Jawabannya terletak pada konservasi energi.
Penerapan Bendungan saja tidak akan mengubah energi fluida. Energi fluida akan konstan di kedua lokasi tersebut. Faktanya, energi fluida tetap sama sebelum dan sesudah Bendungan dipasang.
Ketika anda memasang Bendungan di sisi hulu, energi potensial fluida meningkat. Artinya, agar energi total di sisi hulu tetap konstan, fluida harus mengurangi kecepatannya. Karena laju alirannya sama, pengurangan kecepatan akan menghasilkan luas aliran yang lebih besar atau ketinggian aliran yang lebih tinggi. Hal ini menyebabkan penambahan ketinggian di bagian hulu lebih besar dibandingkan dengan tinggi air semula.
Di sisi hilir, seluruh energi potensial diubah menjadi energi kinetik aliran. Artinya, kecepatan air harusnya meningkat drastis setelah Bendungan. Namun di sini sekali lagi tidak ada perubahan laju aliran air. Untuk menjaga laju aliran tetap konstan, luas aliran atau tinggi aliran harus dikurangi.
Fisika ini juga berarti bahwa di sisi hulu air mengalir dengan kecepatan rendah, sedangkan di sisi hilir alirannya sangat cepat. Ini terkesan liar, padahal kita sudah membuktikannya secara logika.
Mari kita uji secara praktis agar lebih bisa dipercaya. Benda terapung ini bergerak perlahan sebelum Bendungan dan semakin cepat setelah Bendungan. Bendungan dirancang untuk mengendalikan erosi tanah, yang merupakan salah satu aplikasi utama Bendungan. Dengan mengatur aliran air, mereka bisa mencegah limpasan air yang berlebihan, yang merupakan penyebab utama erosi tanah.
Memperlambat aliran air akan mengurangi kekuatan erosinya, sehingga sedimen dapat mengendap dan tidak terbawa arus. Sedimen diendapkan di belakang Bendungan, sehingga mengurangi jumlah tanah yang terbawa ke hilir.
Pada akhirnya, dengan mengurangi kecepatan dan kekuatan air, Bendungan juga membantu melestarikan tanah. Semoga anda menikmati pengenalan geometri sederhana pada aliran saluran terbuka yang membantu memodifikasi aliran air demi manusia.
Sekarang mari kita kembali ke topik yang sudah anda tunggu-tunggu. Bagaimana pemasangan Bendungan bisa mengubah ketinggian permukaan air baik di hilir maupun di hulu? Jawabannya terletak pada konservasi energi.
Penerapan Bendungan saja tidak akan mengubah energi fluida. Energi fluida akan konstan di kedua lokasi tersebut. Faktanya, energi fluida tetap sama sebelum dan sesudah Bendungan dipasang.
Ketika anda memasang Bendungan di sisi hulu, energi potensial fluida meningkat. Artinya, agar energi total di sisi hulu tetap konstan, fluida harus mengurangi kecepatannya. Karena laju alirannya sama, pengurangan kecepatan akan menghasilkan luas aliran yang lebih besar atau ketinggian aliran yang lebih tinggi. Hal ini menyebabkan penambahan ketinggian di bagian hulu lebih besar dibandingkan dengan tinggi air semula.
Di sisi hilir, seluruh energi potensial diubah menjadi energi kinetik aliran. Artinya, kecepatan air harusnya meningkat drastis setelah Bendungan. Namun di sini sekali lagi tidak ada perubahan laju aliran air. Untuk menjaga laju aliran tetap konstan, luas aliran atau tinggi aliran harus dikurangi.
Fisika ini juga berarti bahwa di sisi hulu air mengalir dengan kecepatan rendah, sedangkan di sisi hilir alirannya sangat cepat. Ini terkesan liar, padahal kita sudah membuktikannya secara logika.
Mari kita uji secara praktis agar lebih bisa dipercaya. Benda terapung ini bergerak perlahan sebelum Bendungan dan semakin cepat setelah Bendungan. Bendungan dirancang untuk mengendalikan erosi tanah, yang merupakan salah satu aplikasi utama Bendungan. Dengan mengatur aliran air, mereka bisa mencegah limpasan air yang berlebihan, yang merupakan penyebab utama erosi tanah.
Memperlambat aliran air akan mengurangi kekuatan erosinya, sehingga sedimen dapat mengendap dan tidak terbawa arus. Sedimen diendapkan di belakang Bendungan, sehingga mengurangi jumlah tanah yang terbawa ke hilir.
Pada akhirnya, dengan mengurangi kecepatan dan kekuatan air, Bendungan juga membantu melestarikan tanah. Semoga anda menikmati pengenalan geometri sederhana pada aliran saluran terbuka yang membantu memodifikasi aliran air demi manusia.