ALAT UNTUK MENGUKUR KEKUATAN ANGIN

LAPORAN BIOLOGI

ALAT UNTUK MENGUKUR KEKUATAN ANGIN

DI SUSUN OLEH:

Fajar Hidayati         1005115077

                                     Himah Amiroh         1005115069       

UNIVERSITAS MULAWARMAN

 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

 GURU SEKOLAH DASAR

 SAMARINDA

 2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-NYA sehingga kami dapat menyelesaikan laporan biologi yang berjudul “ Alat untuk mengukur kekuatan angin”.

Laporan ini disusun berdasarkan hasil yang kami dapatkan dari berbagai sumber  untuk menyelesaikan laporan ini dan kami telah melakukan sebaik  mungkin untuk mendapatkan hasil yang memuaskan.

Dalam penyusunan laporan ini, kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini sehingga kami dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik.

Kami menyadari bahwa laporan ini banyak kekurangan dan kesalahan, baik dari segi bahasa maupun materinya. Untuk itu kami mengharap kritik dan saran dari para pembaca demi kesempurnaan laporan kami berikutnya.

Harapan kami semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi diri sendiri  kami terutama bagi para pembaca.

Samarinda, 2 januari 2012

penyusun

DAFTAR ISI

Tujuan......................................................................................................................................3

Dasar teori................................................................................................................................3

Alat bahan................................................................................................................................3

Prosedur kerja..........................................................................................................................5

Pembahasan.............................................................................................................................7

Kesimpulan..............................................................................................................................10

Daftar pustaka.........................................................................................................................11

A.   Tujuan

Mengukur seberapa kuatnya angin berputar dan menangkap kekuatan angin ketika berputar.

B.   Dasar Teori

Angin adalah gerakan horizontal udara. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin disebut alat pengukur jurusan angin, yang merupakan indikator yang akan berputar dalam angin. Alat pengukur jurusan angin berputar pada kecepatan yang sama seperti angin. Ini memberikan ukuran langsung dari kecepatan angin. Kecepatan angin diukur dengan menggunakan Skala Angin Beaufort yang merupakan skala 0-12 berdasarkan petunjuk visual.
Anemometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur arah dan kecepatan angin. Satuan meteorologi dari kecepatan angin adalah Knots.Sedangkan satuan meteorologi dari arah angin adalah 0° – 360° dan arah mata angin. Anemometer harus ditempatkandi daerah terbuka.
Anemometer dapat dibagi menjadi dua kelas; yang mengukur  kecepatan angin, dan yang mengukur tekanan angin, tetapi karena ada hubungan yang erat antara tekanan dan kecepatan, sebuah alat pengukur jurusan angin dirancang menjadi satu dan dapat memberikan informasi tentang keduanya.

C.   Alat dan Bahan

Wuuuss…wuuuss… sejuknya angin yang bertiup sepoi-sepoi. Membuat suasana jadi lebih adem. Tapi kalau anginnya bertiup lebih kencang, wwuuuuss….!!! Angin tersebut akan menerbangkan benda-benda di sekitarnya. Bahkan jika sudah menjadi angin topan atau tornado, bisa menghancurkan rumah-rumah dan menumbangkan pepohonan. Kecepatan angin itu ternyata bisa diukur loh, menggunakan suatu alat yang bernama anemometer. Nah, kalian bisa juga membuat alat pengukur kecepatan angin ini dirumah, atau di sekolah. Caranya mudah kok…

Alat-alat yang kalian butuhkan adalah:

 

1. Empat buah gelas plastik kecil
2. Pensil
3. 2 buah sedotan
4. Pakupayung
5. Selotip
6. Paku yang berukuran besar

Yang harus kamu lakukan

1. Lubangi salah satu sisi gelas plastik menggunakan paku Lakukan pada keempat gelas plastik.
2. Silangkan dua buah sedotan kemudian satukan menggunakan sedotan 3.
3. Masukan paku payung di tengah-tengah persilangan dua buah sedotan
4. Masukkan tiap ujung sedotan pada lubang yang ada di gelas plastik
5. Lem gelas plastik dan sedotan sehingga mengarah horizontal dan seluruh gelas plastik menghadap pada arah yang sama
6. Tusukkan paku payung pada penghapus di ujung pensil. Lem menggunakan solasi agar lebih kuat.
7. Pegang pensil pencil tegak lurus dan posisi gelas plasti kira-kira 50cm dari wajahmu atau kipas angin.
8. Tiup gelas plastik dengan perlahan dan lihat apa yang terjadi
9. Kemudian tiup sekencang-kencangnya gelas-gelas plastik tersebut atau nyalakan kipas angin dengan kecepatan tinggi dan perhatikan seberapa kencang gelas-gelas plastik tersebut berputar. Kalian juga bisa menggantungnya di jendela atau di langit-langit rumahmu, dan lihatlah seberapa kencang alat tersebut berputar
10. Kemudian tiup sekencang-kencangnya gelas-gelas plastik tersebut atau nyalakan kipas angin dengan kecepatan tinggi dan perhatikan seberapa kencang gelas-gelas plastik tersebut berputar. Kalian juga bisa menggantungnya di jendela atau di langit-langit rumahmu, dan lihatlah seberapa kencang alat tersebut berputar

2                                 10                                 5                                        7           

                                

Apa yang seharusnya terjadi?

Gelas-gelas plastik tersebut berputar perlahan jika angin yang bertiup tidak terlalu kencang/sepoi-sepoi dan akan berputar dengan cepat jika ada angin yang bertiup kencang. Para ahli meteorology menggunakan alat yang serupa untuk mengetahui seberapa cepat/kencang angin bertiup. Kecepatan angin bertiup ditentukan oleh jumlah putaran per menit dari gelas-gelas plastik tersebut.

D.   Prosedur kerja

Mengukur kecepatan dan arah  angin

Angin adalah gerakan atau perpindahan masa udara pada arah horizontal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara dari satu tempat dengan tempat lainnya. Angin diartikan pula sebagai gerakan relatif udara terhadap permukaan bumi, pada arah horizontal atau hampir horinzontal. Masa udara ini mempunyai sifat yang dibedakan antara lain oleh kelembaban (RH) dan suhunya, sehingga dikenal adanya angin basah, angin kering dan sebagainya. Sifat-sifat ini dipengaruhi oleh tiga hal utama, yaitu (1) daerah asalnya dan (2) daerah yang dilewatinya dan (3) lama atau jarak pergerakannya. Dua komponen angin yang diukur ialah kecepatan dan arahnya.

Lamanya pengamatan maupun data hasil pencatatan biasanya disesuaikan dengan kepentingannya. Untuk kepentingan agroklimatologi umumnya dicari rata-rata kecepatan dan arah angin selama periode 24 jam (nilai harian). Berdasarkan nilai ini kemudian dapat dihitung nilai mingguan, bulanan dan tahunannya. Bila dipandang perlu dapat dilakukan pengamatan interval waktu lebih pendek agar dapat diketahui rata-rata kecepatan angin periode pagi, siang, dan malam.

1.       Kecepatan Angin

Kecepatan angin adalah jarak tempuh angin atau pergeraakan udara per satuan waktu dan dinyatakan dalam satuan meter per detik (m/d), kilometer per jam (km/j), dan mil per jam (mi/j). Satuan mil (mil laut) per jam disebut juga knot (kn); 1 kn = 1,85 km/j = 1,151mi/j = 0,514 m/d atau 1 m/d = 2,237 mi/j = 1,944 kn. Kecepatan angin bervariasi dengan ketinggian dari permukaan tanah, sehingga dikenal adanya profil angin, dimana makin tinggi gerakan angin makin cepat. Kecepatan angin diukur dengan menggunakan alat yang disebut Anemometer atau Anemograf.

Ada beberapa beberapa tipe Anemometer , yaitu :

a. Anemometer dengan tiga atau empat mangkok

Sensornya terdiri dari tiga atau empat buah mangkok yang dipasang pada jari-jari yang berpusat pada suatu sumbu vertikal atau semua mangkok tersebut terpasang pada poros vertikal. Seluruh mangkok menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka rotor berputar pada arah tetap. Kecepatan putar dari rotor tergantung kepada kecepatan tiupan angin. Melalui suatu sistem mekanik roda gigi, perputaran rotor mengatur sistem akumulasi angka penunjuk jarak tiupan angin. Anemometer tipe “cup counter” hanya dapat mengukur rata-rata kecepatan angin selama suatu periode pengamatan. Dengan alat ini penambahan nilai yang dapat dibaca dari satu pengamatan ke pengamatan berikutnya, menyatakan akumulasi jarak tempuh angin selama waktu dari kedua pengamatan tersebut, sehingga kecepatan anginnya adalah sama dengan akumulasi jarak tempuh tersebut dibagi lama selang waktu pengamatannya.

Jenis anemometer menurut kecepatan terdiri dari :

• Anemometer piala
• Anemometer kincir angin
• Anemometer laser Doppler
• Anemometer sonik
• Anemometer bola pingpong
• Anemometer hot-wire

Jenis anemometer mnurut tekanan terdiri dari :

• Anemometer piring
• Anemometer tabung

b. Anemometer propeler

Anemometer ini hampir sana dengan anemometer di atas, bedanya hanya    mangkoknya terpasang pada poros horozontal.

c. Anemometer tabung bertekanan.

Kerja Anemometer ini mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan Sehubungan dengan adanya perbedaan kecepatan angin dari berbagai ketinggian yang berbeda, maka tinggi pemasangan anemometer ini biasanya disesuaikan dengan tujuan atau kegunaannya. Untuk bidang agroklimatologi dipasang dengan ketinggian sensor (mangkok) 2 meter di atas permukaan tanah. Untuk mengumpulkan data penunjang bagi pengukuran penguapan Panci Kelas A, dipasang anemometer setinggi 0,5 m. Dilapangan terbang pemasangan umumnya setinggi 10 m. Dipasang didaerah terbuka pada pancang yang cukup kuat. Untuk keperluan navigasi alat harus dipasang pada jarak 10 x tinggi faktor penghalang seperti adanya bangunan atau pohon. Sebagian besar Anemometer ini umumnya tidak dapat merekam kecepatan angin dibawah 1 atau 2 mi/j karena ada faktor gesekan apa awal putaran.

2.       Arah Angin

Yang dimaksud dengan arah angin adalah arah dari mana tiupan angin berasal. Bila angin itu datang dari Selatan, maka arah anginnya adalah Utara, datangnya dari laut, dinyatakan angin laut. Arah angin untuk angi di daerah permukaan biasanya dinyatakan dalam 16 arah kompas yang dikenal dengan istilah Wind Rose, sedangkan untuk angin di daerah atas dinyatakan dengan derajat dimulai dari arah Utara bergerak searah jarum jam sampai di arah yang bersangkutan. Bila tidak ada tiupan angin maka arah angin dinyatakan dengan kode 00 dan bila angin berasal dari titik utara dinyatakan dengan 3600. Arah angin tiap saat dapat dilihat dari posisi panah angin (Wind Vane), atau dari posisi kantong angin (Wind Sack). Pengamatan dengan kantong umumnya dilakukan dilapangan terbang. Untuk dapat memberikan petunjukan arah yang lebih mudah dilihat maka panah angin dihubungkan  dengan sistem aliran listrik sehingga posisi panah angin langsung ditunjukan oleh jarum pada kotak monitornya. Perkembangan lebih lanjut dari sistem ini menghasilkan rekaman pada silinder berpias. Panah angin umumnya dipasang bersama dengan mangkok anemometer dengan ketinggian 10 meter.

E.    Pembahasan

1.      Pengertian alat pengukur kecepatan angin

alat pengukur kecepatan angin yang banyak dipakai dalam bidang Meteorologi dan Geofisika atau stasiun prakiraan cuaca. Nama alat ini berasal dari kata Yunani anemos yang berarti angin. Perancang pertama dari alat ini adalah Leon Battista Alberti pada tahun 1450. Selain mengukur kecepatan angin, alat ini juga dapat mengukur besarnya tekanan angin itu.

Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin, dan merupakan salah satu instrumen yang digunakan dalam sebuah stasiun cuaca. Istilah ini berasal dari kata Yunani anemos, yang berarti angin. Anemometer pertama adalah alat pengukur jurusan angin yang ditemukan oleh oleh Leon Battista Alberti. Anemometer dapat dibagi menjadi dua kelas: yang mengukur angin dari kecepatan, dan orang-orang yang mengukur dari tekanan angin, tetapi karena ada hubungan erat antara tekanan dan kecepatan, yang dirancang untuk satu alat pengukur jurusan angin akan memberikan informasi tentang keduanya.

2. Sejarah

Kecepatan atau kecepatan angin diukur dengan anemometer cup, instrumen dengan tiga atau empat logam berlubang kecil belahan ditetapkan, sehingga mereka menangkap angin dan berputar tentang batang vertikal. Sebuah catatan perangkat listrik revolusi dari cangkir dan menghitung kecepatan angin. The anemometer kata berasal dari kata Yunani untuk angin, “anemos.”

·         Mekanikal Anemometer

Pada 1450, seni Italia arsitek Leon Battista Alberti menemukan anemometer mekanis pertama. Alat ini terdiri dari sebuah disk ditempatkan tegak lurus terhadap angin. Ini akan memutar dengan kekuatan angin, dan dengan sudut kemiringan disk kekuatan angin sesaat menunjukkan itu sendiri. Jenis anemometer yang sama kemudian kembali ditemukan oleh Inggris Robert Hooke yang sering keliru dianggap sebagai penemu pertama anemometer. Bangsa Maya juga membangun menara angin (anemometers) pada saat yang sama seperti Hooke. kredit referensi lain Wolfius sebagai re-inventing anemometer di 1709.

·         Piala hemispherical Anemometer

The cup anemometer hemispherical (masih digunakan sampai sekarang) diciptakan pada tahun 1846 oleh peneliti Irlandia, John Thomas Romney Robinson dan terdiri dari empat cangkir hemispherical. Cangkir diputar horizontal dengan angin dan kombinasi roda mencatat jumlah revolusi pada waktu tertentu. Ingin membangun sendiri anemometer cup hemispherical.

·         Sonic Anemometer

Sebuah anemometer sonik menentukan kecepatan dan arah angin sesaat (turbulensi) dengan mengukur berapa banyak gelombang suara perjalanan antara sepasang transduser yang dipercepat atau diperlambat oleh pengaruh angin. The anemometer sonik ditemukan oleh ahli geologi Dr Andreas Pflitsch pada tahun 1994.

Wind Komputer “Wicom” Pada tahun 1986, komputer angin pertama “Wicom” dilahirkan.

3.      Proses terjadinya Angin dan Alat Pengukuran

·         Jenis-jenis Angin Dan Proses Terjadinya Angin

 Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara atau perbedaan suhu udara pada suatu daerah atau wilayah. Hal ini berkaitan dengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Pada suatu wilayah, daerah yang menerima energi panas matahari lebih besar akan mempunyai  suhu udara yang lebih panas dan tekanan udara yang cenderung lebih rendah. Sehingga akan terjadi perbedaan suhu dan tekanan udara antara daerah yang menerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima energi panas, akibatnya akan terjadi aliran udara pada wilayah tersebut.

Meskipun pada kenyataan angin tidak dapat dilihat bagaimana wujudnya, namun masih dapat diketahui keberadaannya melalui efek yang ditimbulkan pada benda – benda yang mendapat hembusan angin. Seperti ketika kita melihat dahan – dahan pohon bergerak atau bendera yang berkibar kita tahu bahwa ada angin yang berhembus. Dari mana angin bertiup dan berapa kecepatannya dapat diketahui dengan menggunakan alat – alat pengukur angin. Alat–alat pengukur angin tersebut adalah :

1. Anemometer, yaitu alat yang mengukur kecepatan angin.
2. Wind vane, yaitu alat untuk mengetahui arah angin.
3. Windsock, yaitu alat untuk mengetahui arah angin dan  memperkirakan besar kecepatan angin. Biasanya ditemukan di bandara – bandara.

Selain dengan menggunakan  alat–alat pengukur angin, arah dan kecepatan angin juga dapat diukur/diperkirakan dengan menggunakan tabel Skala Beaufort.

Contoh tabel Skala Beaufort:

Skala Beaufort	Kategori	Satuan dalam km/jam	Satuan dalam knots	Keadaan di daratan	Keadaan di lautan
0	Udara Tenang	0	0	Asap bergerak secara vertikal	Permukaan laut seperti kaca
1~3	Angin lemah	≤ 19	≤ 10	Angin terasa di wajah; daun-daun berdesir; kincir angin bergerak oleh angin	riuk kecil terbentuk namun tidak pecah; permukaan tetap seperti kaca
4	Angin sedang	20~29	11~16	mengangkat debu dan menerbangkan kertas; cabang pohon kecil bergerak	Ombak kecil mulai memanjang; garis-garis buih sering terbentuk
5	Angin segar	30~39	17~21	pohon kecil berayun; gelombang kecil terbentuk di perairan di darat	Ombak ukuran sedang; buih berarak-arak
6	Angin kuat	40~ 50	22~ 27	cabang besar bergerak; siulan terdengar pada kabel telepon; payung sulit digunakan	Ombak besar mulai terbentuk, buih tipis melebar dari puncaknya, kadang-kadang timbul percikan
7	Angin ribut	51~ 62	28 ~33	pohon-pohon bergerak; terasa sulit berjalan melawan arah angin	Laut mulai bergolak, buih putih mulai terbawa angin dan membentuk alur-alur sesuai arah angin
8	Angin ribut sedang	63~ 75	34~ 40	ranting-ranting patah; semakin sulit bergerak maju	Gelombang agak tinggi dan lebih panjang; puncak gelombang yang pecah mulai bergulung; buih yang terbesar anginnya semakin jelas alur-alurnya
9	Angin ribut kuat	76~ 87	41~ 47	kerusakan bangunan mulai muncul; atap rumah lepas; cabang yang lebih besar patah	Gelombang tinggi terbentuk buih tebal berlajur-lajur; puncak gelombang roboh bergulung-gulung; percik-percik air mulai mengganggu penglihatan
10	Badai	88~ 102	48~ 55	jarang terjadi di daratan; pohon-pohon tercabut; kerusakan bangunan yang cukup parah	Gelombang sangat tinggi dengan puncak memayungi; buih yang ditimbulkan membentuk tampal-tampal buih raksasa yang didorong angin, seluruh permukaan laut memutih; gulungan ombak menjadi dahsyat; penglihatan terganggu
11	Badai kuat	103 ~117	56~ 63	sangat jarang terjadi- kerusakan yang menyebar luas	Gelombang amat sangat tinggi (kapal-kapal kecil dan sedang terganggu pandangan karenanaya), permukaan laut tertutup penuh tampal -tampal putih buih karena seluruh puncak gelombang menghamburkan buih yang terdorong angin; penglihatan terganggu
12+	Topan	³118	³64		Udara tertutup penuh oleh buih dan percik air; permukaan laut memutuh penuh oleh percik-percik air yang terhanyut angin; penglihatan amat sangat terganggu

F.    Kesimpulan

Angin adalah gerakan atau perpindahan masa udara pada arah horizontal yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara dari satu tempat dengan tempat lainnya. Angin diartikan pula sebagai gerakan relatif udara terhadap permukaan bumi, pada arah horizontal atau hampir horinzontal. Masa udara ini mempunyai sifat yang dibedakan antara lain oleh kelembaban (RH) dan suhunya, sehingga dikenal adanya angin basah, angin kering dan sebagainya. Sifat-sifat ini dipengaruhi oleh tiga hal utama, yaitu (1) daerah asalnya dan (2) daerah yang dilewatinya dan (3) lama atau jarak pergerakannya. Dua komponen angin yang diukur ialah kecepatan dan arahnya. Kekuatan udara yang bergerak ini penting diketahui untuk keperluan pelayaran, penerbangan maupun untuk ramalan cuaca.

Saat naik sepeda atau naik motor bersama ayah pasti kalian akan merasakan tiupan angin yang cukup kencang. Apalagi saat musim hujan dan angin seperti sekarang, pagi dan sore hari ada saja angin yang bertiup kencang. Nah, tiupan angin yang sering kita rasakan bisa menjadi sumber energi lho teman-teman.

Energi ini nantinya bisa untuk menyalakan peralatan elektronik seperti televisi, telepon, radio, dan lain-lain. Angin merupakan sumber energi listrik tercepat yang ada di dunia. Jadi, banyak orang yang memanfaatkan kekuatan angin untuk kehidupan mereka.

Salah satu negara yang memanfaatkan kekuatan angin adalah Belanda. Belanda ini disebut negeri kincir angin adalah karena banyak terdapat kincir angin yang dimanfaatkan untuk kehidupan masyarakatnya. Antara lain membantu memompa air laut, mengairi sawah, menggiling hasil panen, mengalihkan air dan angin, mengasah kayu, memproduksi kertas, dan masih banyak lagi.

Nah, seperti Belanda, Indonesia juga memanfaatkan kekuatan angin. Indonesia memang termasuk negara tropis yang anginnya cukup besar dan bisa dimanfaatkan. Kincir angin yang ada di Indonesai kebanyakan digunakan untuk membangkitkan energi listrik. Kincir-kincir tersebuta anntara lain ada di Pulau Selayar di Sulawesi Selatan, Nusa Penida di Bali, serta Bangka Belitung.

G.  Daftar Pustaka

Bloom, Benjamin S. Et al. ed. Taxonomy of  Education objectives, The classification of Education Goals Handbook I:  Cognitive Domain, New York: Longman, 1956.

Carin, Arthur A. Dan Robert B. Sund, Teaching Modern science, Charles E. Merril publishing company, A Bell & Howell Company, London, 1975.

http://joytalita.wordpress.com/2010/05/23/anemometer-nieee/

http://blog.uad.ac.id/apsyarafina/2011/12/10/alat-ukur-anemometer/

Lumbantobing, Rangke, Pusat Belajar IPA, P3G Senter Bandung Depdikbut, Bandung, 1979.

UNESCO, Sumber-Sumber Ilmu Pengetahuan Alam. Bhratara, Jakarta, 1965.