Balada tangki air

Suka aneh ngasih judul postingan. Mungkin bagi yang menganggap judul di atas kurang relevan dapat mencoba judul post lain seperti :

  • Siphon Principle
  • Cara menyedot bensin dari tangki mobil
  • Hukum bernoulli untuk berbagai perangkat siphon (penyedot)
  • Membersihkan tangki air dengan mudah
  • dll

Background

Suatu hari, ada seorang anak kecil dengan ayahnya yang memiliki masalah dengan tangki airnya. Tangki air tersebut perlu dibersihkan karena sudah banyak lumut yang berada di dasar dan dinding dalam tangki. Masalahnya sang ayah tidak cukup kuat untuk harus memanjat tangki air dan masuk ke dalam tangki, selain itu ia juga ingin melatih anaknya untuk bisa lebih kreatif dan inisiatif. Masalah lainnya adalah sang anak phobia ketinggian.

Solusi pertama, sang ayah memaksa sang anak masuk ke dalam tangki air lalu menguras tangki air dari dalam tangki. Walaupun muncul sedikit rasa kesal muncul di benak sang anak, ia mengalami pengalaman yang luar biasa. Selain karena ia berhasil mengalahkan rasa takut ketinggiannya, ia juga pertama kali masuk ke dalam tangki air sehingga ia cukup senang bisa menganalisa bagaimana cara kerja tangki air tersebut. Satu yang ia tidak pikirkan adalah bagaimana caranya keluar dari tangki tersebut. Berbekal trauma hampir mati tenggelam di usianya yang masih balita, ia cukup panik ketika tugasnya selesai karena ia nggak tahu caranya keluar dari tangki air. Alhasil solusi pertama sang ayah hanya bisa dilakukan satu kali. Kapok!

Solusi kedua. Beberapa waktu berselang ketika problem ini kembali terjadi, sang ayah memikirkan cara lebih cerdik dengan memberi instruksi tertentu kepada sang anak. Diambilnya selang panjang yang telah diisi penuh dengan air. Kedua ujung selang ditutup. Sang anak berada di kepala tangki air dan memasukkan ujung selang ke dalam permukaan air di dalam tangki. Sementara sang ayah yang berada di bawah tangki masih menutup ujung selang. Sesaat sang ayah membuka ujung selangnya.

Abracadabra!

Sang air di dalam tangki tersedot ke selang dan naik ke atas untuk kemudian turun ke bawah. Jangan senang dulu. Apa tujuan sang ayah melakukan itu? Tentu saja bukan untuk menyedot air (walaupun itu merupakan suatu fenomena bagi sang anak). Belum cukup sang ayah membuatnya kembali takjub, dengan instruksinya, sang anak dapat menyedot semua lumut yang berada di dinding tangki air.

Voila! Tanpa harus masuk kembali ke dalam tangki sang anak bisa membersihkan tangki. Semua masalah terselesaikan. Anehnya, saking keasyikan sang anak dengan suka rela masuk ke dalam tangki untuk membersihkan semua lumut dengan antusias.

Sejak saat itu, sang anak hingga sekarang penasaran dengan ilmu fisika apa yang diterapkan oleh sang ayah untuk melakukan trik itu. Ia bertekad memecahkan kasus tersebut dengan usahanya sendiri. Setelah beberapa waktu berlalu, sang anak yakin sendiri kalau sang ayah bahkan nggak tahu ilmu apa yang telah diterapkan waktu itu.

Methodology

Google. Google. Google. Damn it. Even google can’t help that kiddo. Berbagai keyword dicoba sejak SMA (waktu mulai ada internet) hingga saat ini. Dibutuhkan kejelian pemilihan keyword untuk mendapatkan ilham dari sang mesin pencari ternama itu. He call it “Google Engineering”. Bahkan ia percaya kalau Tugas Akhir/skripsi para sarjana 80 % bisa dikerjakan dan dieksekusi bersama google. Bagian 20% dan yang paling penting, “ide”, adalah sisanya.

Anak itu mencoba beberapa keyword yang dikombinasikan dengan translasi bahasa inggrisnya seperti,

  • Bagaimana memompa air dengan selang
  • Hukum fisika pompa air
  • Hukum Bernoulli dan Hukum Pascal
  • Bernoulli dan kaitannya dengan pompa air
  • Pompa hidraulik

Bertahun-tahun lamanya kasus ini terlupakan. Hingga akhirnya sang anak telah memasuki masa terakhirnya di kampus. Sembari menonton film serial The Walking Dead Season 2 Episode 1, si anak melihat satu scene si pria kulit hitam menyedot bensin dengan selang menggunakan mulutnya untuk dimasukkan ke dalam jar. Lalu terpikirkan olehnya.

“Ah, benar juga, rasanya teknik menyedot gasoline pada kendaraan punya prinsip yang sama dengan teknik membersihkan tangki air ide bokap gue dulu” – sang anak.

Akhirnya terpikirkan juga oleh sang anak alternatif keyword yang lebih masuk akal. Prinsip fisika untuk menyedot bensin. Tidak semudah itu, tapi cukup ada pencerahan.

  • science how to pump gasoline car
  • science how to pump gasoline to jar car
  • physic law pump gasoline
  • physic law get gasoline from car
  • physic law siphon gas from car tank

Cukup lama berkutat dengan paman Google hingga akhirnya ditemukan kata kunci yang selama ini anak itu cari. SHIPON

Study Literature

SHIPON PRINCIPLE

The word siphon (Greek: Σίφων, also spelled syphon; Indonesia : menyedot, verb) is sometimes used to refer to a wide variety of devices that involve the flow of liquids through tubes.

A siphon works because gravity pulling down on the taller column of liquid causes reduced pressure at the top of the siphon. This reduced pressure means gravity pulling down on the shorter column of liquid is not sufficient to keep the liquid stationary so it flows from the upper reservoir, up and over the top of the siphon.

When the column of liquid is allowed to fall from C down to D, liquid in the upper reservoir will flow up to B and over the top. No liquid tensile strength is needed.

Even the falling lighter lower leg from C to D can cause the liquid of the heavier upper leg to flow up and over into the lower reservoir.

An occasional misunderstanding of siphons is that they rely on the tensile strength of the liquid to pull the liquid up and over the rise. While water has been found to have a great deal of tensile strength in some experiments (such as with the z-tube), and siphons in vacuum rely on such cohesion, common siphons can easily be demonstrated to need no liquid tensile strength at all to function. Furthermore, since common siphons operate at positive pressures throughout the siphon, there is no contribution from liquid tensile strength, because the molecules are actually repelling each other in order to resist the pressure, rather than pulling on each other.[4] To demonstrate, the longer lower leg of a common siphon can be plugged at the bottom and filled almost to the crest with liquid, leaving the top and the shorter upper leg completely dry and containing only air. When the plug is removed and the liquid in the longer lower leg is allowed to fall, the liquid in the upper reservoir will then typically sweep the air bubble down and out of the tube. The apparatus will then continue to operate as a siphon. As there is no contact between the liquid on either side of the siphon at the beginning of this experiment, there can be no cohesion between the liquid molecules to pull the liquid over the rise. Another simple demonstration that liquid tensile strength isn’t needed in the siphon is to simply introduce a bubble into the siphon during operation. The bubble can be large enough to entirely disconnect the liquids in the tube before and after it, defeating any liquid tensile strength, and yet if the bubble isn’t too big, the siphon will continue to operate with little change.

The uphill flow of water in a siphon doesn’t violate the principle of continuity because the mass of water entering the tube and flowing upwards is equal to the mass of water flowing downwards and leaving the tube. A siphon doesn’t violate the principle of conservation of energy because the loss of gravitationalpotential energy as liquid flows from the upper reservoir to the lower reservoir equals the work done in overcoming fluid friction as the liquid flows through the tube. Once started, a siphon requires no additional energy to keep the liquid flowing up and out of the reservoir. The siphon will draw liquid out of the reservoir until the level falls below the intake, allowing air or other surrounding gas to break the siphon, or until the outlet of the siphon equals the level of the reservoir, whichever comes first.

The maximum height of the crest is limited by atmospheric pressure, the density of the liquid, and its vapour pressure. When the pressure within the liquid drops to below the liquid’s vapor pressure, tiny vapor bubbles can begin to form at the high point and the siphon effect will end. This effect depends on how efficiently the liquid can nucleate bubbles; in the absence of impurities or rough surfaces to act as easy nucleation sites for bubbles, siphons can temporarily exceed their standard maximum height during the extended time it takes bubbles to nucleate. For water at standard atmospheric pressure, the maximum siphon height is approximately 10 m (32 feet); for mercury it is 76 cm (30 inches)

 Keyword : Shipon, Bernoulli Law

Analysis and Experiments

Experiment? Si anak sudah kapok melakukan eksperimen ini. Setidaknya semua rasa penasaran sejak kecil akhirnya hilang juga. Tapi experiment berikut boleh dicoba.

Siphon

Water never flows uphill–or does it? If it’s being siphoned it does, and therein lies the appeal of this ever-astounding physical phenomenon. All you need to see the process in action is several feet of 1/4-inch-diameter clear plastic tubing from your hardware store (about 20 cents a foot) and a few large containers.

DIRECTIONS: Wash out your tubing and put one end in a full container of clean water. Now give a gentle suck to the other end to start the water moving through the tube. Once it reaches the end, hold the tube to the very bottom of an empty container. The water will flow through the tube, even traveling uphill, as long as the water level in the receiving container is lower than the level in the supply container. To siphon faster, put the supply container on a stool above the receiving bucket. Or try these other variations.

COLOR SWIRLS: Place drops of food coloring in the full container and watch how the color flows through the tube.

THE ULTIMATE STRAW: Give your kids an unusual way to rehydrate on a hot day. Siphon a flavored drink from a pitcher on the table into their eager, open mouths below.

Beberapa aplikasi penggunaan prinsip ini diantaranya.

  • Menyedot bensin (gasoline) dari kendaraan. Khususnya untuk kendaraan yang jalur  bensinnya langsung ke tangki, bukan leher angsa. Menyedot tangki pada pipa leher angsa sulit menggunakan prinsip ini karena biasanya selang sulit dimasukkan.
  • Memindahkan any liquid dari penampung yang lebih tinggi ke penampung yang lebih kecil.
  • Membersihkan tangki air dengan lebih mudah (ide ayah sang anak)

Jadi kalau ingin memanfaatkan prinsip ini entah apapun liquidnya kuncinya adalah sebagai berikut :

  • Kondisi awal : Dasar reservoir yang ingin disedot harus lebih tinggi dari ujung selang output. Selang harus telah terisi penuh dengan air di ujung output lebih rendah dari dasar reservoir yang ingin disedot
  • Selama proses : seiring dengan berkurangnya air di reservoir, ujung selang input akan nyaris menyentuh permukaan air. Pastikan agar ujung selang input tetap bisa menyedot air. Ketika selang tidak lagi bisa menyedot maka kondisi awal harus diatur kembali
  • Perhatikan limitasi dari prinsip shipon seperti maks tinggi selang, dan lain-lain yang telah dijelaskan di atas

Summary

  • Mari menghilangkan phobia ketinggian dengan bermain ketinggian
  • Gigih untuk mendapatkan sesuatu
  • Jadi……. begitu penjelasannya Ladies and Gentleman :p

4 pemikiran pada “Balada tangki air

  1. Ada cara yang gak perlu disedot pake mulut ki. Soalnya buat kasus, misal bensin, resiko ketelennya gak enak. Dulu aku diajarinnya kalo gak salah salah satu ujung selang ditutup dulu ama tangan, trus ujung satunya dicelupin. Trus kalo gak salah selang yang kita tutup pake tangan posisi akhirnya harus lebih rendah dari selang yang di dalem air, ntar pas selang dibuka, air otomatis ngalir. Ntar aku coba lagi teknik ini, memastikan.
    Eh, aku gak tau ini udah dijelasin ama yang tulisan bahasa inggris kamu ato engga (males baca englishnya), langsung asal komen aja.

  2. okelah, kita skip aja bagian “science” nya. Kayanya ada yang kurang deh dari cara yang lo kasih tau :

    “Dengan catatan si selang udah diisi sama bensin. kaya lo ngambil susu pake sedotan, cukup nutup salah satu ujung, susunya gak tumpah kan? Nah, orang nyedot pake mulut kan biasanya karena dia gak punya bensin untuk mengisi inisiasi selang, kalau kita punya cukup bensin untuk memenuhi selang harusnya bisa gantiin cara sedot bensin”

    cmiiw

  3. nyedot bensin dari motor tanpa resiko bensin ketelan mudah aja. pertama sedot tuh air di ember. then setelah air mengalir keluar, ujung yg ke ember ditekan sampe air berhenti ngalir di ujung selang yg satu. posisi ujung selang tangki mesti lebih tinggi dr ujung selang yg satunya. then selang yg di ember dipindahkan ke tangki bensin sambil tetap dipencet tuh selang. ngalir deh tuh bensin kelur. oya aplikasi effect siphon lainnya buat nguras air lubang jamban biar gampang dipersihkan lumut dan tai yg melengket di sono.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s