Saat mengisi air, baik di mandi atau kolam ikan, apakah kamu pernah berpikir seperti, kenapa lama sekali airnya terisi penuh padahal sudah lama menunggu? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, maka kamu harus terlebih tahu memahami rumus debit air dan cara menggunakannya.
Dalam ilmu Fisika, terdapat dua metode menghitung debit air, yaitu secara manual maupun menggunakan teknologi canggih. Akan tetapi, dalam skala kecil tentu jauh lebih hemat kalau debit air secara manual. Apalagi, cara ini juga cukup praktis dan pastinya mudah untuk dipelajari.
Daftar Isi
Pengertian Debit Air
Debit air merupakan kecepatan aliran zat cair dalam per satuan waktu. Secara sistematis, debit dilambangkan dengan simbol. Dari sini, dapat ditarik sebuah kesimpulan bahwa debit dipengaruhi oleh volume zat cair serta waktu yang diperlukan zat tersebut untuk mengalir.
Umumnya, satuan debit digunakan dalam mengawasi daya tampung atau kapasitas air di sungai maupun bendungan supaya volumenya bisa dikendalikan. Tidak hanya itu, menghitung debit juga memberikan beragam manfaat, diantaranya adalah sebagai berikut:
- Menghitung besar aliran air sungai.
- Menghitung curah hujan.
- Menghitung berapa lama waktu yang diperlukan untuk mengisi tempat penampungan air.
- Menghitung jumlah air yang dipakai untuk beraktivitas.
Baca: Perubahan Fisika
Rumus Debit Air
Dalam menghitung debit air, maka kamu bisa menggunakan rumus berikut ini:
Q = v
t
Keterangan:
Debit Air (Q) : Liter/detik, liter/jam, cm3/menit, dan m3/jam
Volume (V) : Liter, cm3, dm3, dan m3
Waktu (t) : Jam, menit, dan detik
V = Volume
T = Waktu
Sementara itu, untuk menghitung waktu aliran, kamu dapat meneruskan rumus di bawah ini:
t = V
Q
Setelah menemukan debit dan waktu aliran air, sekarang saatnya menghitung volume aliran dengan rumus sebagai berikut:
Menghitung Debit Air dalam Pipa
Komponen variabel yang dapat digunakan untuk menghitung debit air di dalam pipa adalah volume, waktu, luas penampang, dan kecepatan. Di bawah ini adalah contoh soal lebih real-nya:
Sebuah pipa mengeluarkan air sebesar 12 liter dalam satu menit. Lantas, berapa jumlah debit air yang keluar dari pipa tersebut?
Penyelesaian:
V = 15 Liter
t = 1 Menit = 60 Detik
Ditanyakan: Q……….?
Pembahasan:
Jadi, diketahui bahwa debit air yang keluar dari pipa adalah 0.25 liter/detik.
Baca: Tekanan Hidrostatis
Rumus Menghitung Debit Air Irigasi
Untuk menghitung air di irigasi, maka digunakan rumus debit air andalan, yaitu debit maksimum yang dapat ditampung pada irigasi. Sehingga sumber air yang digunakan bisa dioptimalkan.
Rumus menghitung debit air andalan adalah sebagai berikut:
Q = A X V
atau
Debit Aliran = Luas Penampang x Kecepatan Aliran
Sedangkan satuan yang biasa dipakai adalah:
Contoh Soal Debit Air
Mempelajari rumus mencari debit air tanpa diikuti praktik mengerjakan soal langsung tentu terasa sia-sia. Oleh sebab itulah, untuk memudahkan kegiatan belajar dan menghafal rumus menghitung debit air, maka kamu bisa menjadi beberapa soal di bawah ini sebagai bahan untuk latihan:
Soal 1
Pak Tomo mempunyai bak mandi dengan volume 0,60 m3. Sedangkan kran air pada bak mandi tersebut memiliki debit air 10 liter/menit. Lalu, berapa menit waktu yang dibutuhkan oleh Pak Tomo untuk mengisi bak tersebut hingga penuh?
Pembahasan:
Volume Bak Mandi = 0,60 m3
1 m3 sama dengan 1000 liter, sehingga volume bak tersebut menjadi:
Volume Bak Mandi = 0,60 x 1000 = 600 liter
Volume Bak Mandi sama dengan volume air yang akan masuk mengisi bak mandi.
Debit Air (Q) = 10 liter/menit
t = V
Q
t = 600
10
t = 60 menit
Jadi, waktu yang dibutuhkan Pak Tomo untuk mengisi bak mandi hingga penuh adalah 50 menit.
Agar lebih jelas, kamu juga bisa berlatih dengan soal selanjutnya:
Soal 2
Jika diketahui kalau debit air mengalir melewati sebuah selang adalah 1,3 m3/detik. Berapa meter kubik air yang akan mengalir dengan melalui selang tersebut dalam 60 detik?
Pembahasan:
Debit (Q) = 1,3 m3/detik
Waktu (t) = 60 detik
v = Q x t
v = 1,3 m3 x 60
v = 78 m3
Jadi, volume air yang mengalir melalui selang adalah 78 m3/60 detik.
Masih belum paham? Mari beralih ke soal selanjutnya:
Soal 3
Sebuah bak mandi dengan ukuran 50 cm x 50 cm x 100 cm. Jika bak mandi tersebut bisa diisi penuh dalam waktu 40 menit. Hitunglah debit air dalam satuan menit/liter?
Pembahasan:
Volume bak mandi = 50 cm x 50 cm x 100 cm
Volume bak mandi = 250.000 cm3
1 cm3 = 0,001 liter
Maka, volume bak kamar mandi menjadi:
= 250.000 x 0.001 = 250 liter
Volume bak mandi = Volume air yang ada didalam bak mandi
t = 40 menit
Q = v
t
Q = 250
40
Q = 6.25 liter/menit
Jadi, debit air yang dibutuhkan untuk mengisi bak mandi hingga penuh adalah 6.25 liter/menit.
Baca: Zat Cair
Pengukuran Debit dengan Alat Pengapung
Salah satu metode pengukuran debit air yang umum digunakan adalah Float Area (Cara Ampung). Dalam prosesnya, tentu melibatkan penggunaan alat pengapung. Metode ini memiliki beberapa prinsip dalam mengukur debit air, diantaranya adalah sebagai berikut:
- Debit sungai (Q) = A x V / A = A x K (Konstanta).
- Luas Penampang (A) ditetapkan dengan berdasarkan pengukuran lebar satuan atau L dan kedalaman saluran atau D.
- Kecepatan aliran air (V) mengacu pada kecepatan pelampung atau U.
Keterangan:
Q = debit (m3/detik)
A = Luas penampang basah (m2)
U = Kecepatan pelampung (m/detik)
K = Koefisien pelampung
Pengukuran Kecepatan Aliran dengan ‘Flow Proble’ atau ‘Current-meter’
Mengukur kecepatan aliran air bisa juga dilakukan dengan metode Flow Proble dengan memanfaatkan alat current meter. Penerapan metode ini berdasarkan pada beberapa prinsip, yakni sebagai berikut:
- Kecepatan air diukur dengan sebuah alat bernama current meter.
- Luas penampang basah ditetapkan dengan berdasarkan pengukuran lebar permukaan air dan kedalaman air. Sementara itu, kedalaman bisa diukur menggunakan mistar pengukur, tali, atau kabel.
Cara mengukur kecepatan aliran dengan metode Flow Proble:
Vb diukur 0,3 m dari atas dasar sungai
Vs diukur 0,3 m dari area permukaan air
Kecepatan aliran dihitung dengan berdasarkan pada jumlah putaran baling-baling per waktu putaran atau N = putaran/detik. Sementara itu, kecepatan aliran atau V – aN + b ( a dan b merupakan nilai kalibrasi alat current meter). Jumlah waktu dan putaran baling-baling dilakukan dengan stopwatch.
Jika kamu memiliki cita-cita untuk menjadi seorang insinyur sipil atau insinyur sumber daya perairan, maka wajib memahami rumus debit air. Sehingga bisa menyelesaikan persoalan yang berkaitan dengan kecepatan aliran cairan berdasarkan acuan per satuan waktu secara akurat.
