Research Based Learning
Penerapan Hukum Bernoulli Pada Irigasi Tetes Sederhana Pada Tanaman
FI-1102 Fisika Dasar 1
Farouk Nurramadhani.M-121190026
Annisa Putri-Teknik Industri-121190029
Dewi Sinta -Prodi -121120026
Michael Josua-Prodi-121120025
Sonnia Valentin-Teknik Geofisika-121120027
Marcella Aulia-Teknik Geofisika-121120029
Abstrak
Pada praktikum RBL kali ini akan
membahas tentang hukum Bernoulli pada
penerapan irigasi tetes sederhana pada
tanaman, dimana penerapan ini termasuk
kedalam fluida dinamis. Hukum Bernoulli
adalah istilah dari mekanika fluida yang
berhubungan dengan Gerakan aliran fluida
(zat cair atau gas). Hukum Bernoulli
menyatakan bahwa tekanan suatu fluida akan
berkurang atau berkurang jika fluida mengalir
atau bergerak lebih cepat. Penerapan hukum
Bernoulli pada irigasi tetes sederhana dengan
tanaman sebagai media percobaan praktikum,
dimana irigasi tetes sederhana itu sendiri yaitu
Teknik penyiraman tanaman menggunakan
tempat penampungan air yang diberi saluran
untuk menetesi media tanam sedikit demi
sedikit secara konstan sehingga media tanam
cepat subur. Dalam membuat alat irigasi tetes
sederhana ini cukuplah mudah, yaitu
menggunakan paralon, sedotan, lem tembak
dan penutup pipa. Alat irigasi sederhana ini
dapat membantu para petani untuk
memudahkan pekerjaan mereka, karena bisa
saja banyak tanaman yang mati akibat
kurangnya pengairan pada lahan tanaman
tersebut ditanam. Dan dengan adanya alat
Research Based Learning - Judul
irigasi tetes sederhana dapat membantu dalam
mendukung pertumbuhan tanaman karena
dapat menstabilkan kelembaban pada tanah
dan sebagai pelarut pupuk, juga dapat
mempermudah proses pengairan pada lahan
tempat tanaman tumbuh. Besar tidak nya air
yang mengalir pada alat irigasi tetes
sederhana tergantung oleh debit serta tekanan
ailiran air nya.
Kata kunci : Hukum Bernoulli, irigasi tetes
sederhana, kegunaan
1. Pendahuluan
Fluida adalah sebuah zat yang dapat
mengalir dan dapat berubah bentuk secara
terus-menerus jika terkena tekanan atau gaya
geser. Fluida juga merupakan zat yang merujuk
kepada zat cair (cairan) dan gas (uap) [1]. Pada
fluida dinamis, berlaku hukum Bernoulli.
Hukum Bernoulli ditemukan oleh Daniel
Bernoulli, seorang matematikawan Swiss, pada
tahun 1700-an yang menyatakan bahwa
tekanan dari fluida yang bergerak seperti udara
berkurang ketika fluida tersebut bergerak lebih
cepat. [2]
Salah satu penerapan hukum Bernoulli
dalam kehidupan sehari – hari adalah irigasi
1
tetes sederhana pada tanaman. irigasi tetes
sederhana itu sendiri yaitu Teknik penyiraman
tanaman menggunakan tempat penampungan
air yang diberi saluran untuk menetesi media
tanam sedikit demi sedikit secara konstan
sehingga media tanam cepat subur. Alat ini
dipengaruhi oleh debit dan tekanan air serta
cara kerja alat ini yaitu dengan memberikan air
ke dalam penampung dengan membuka
penutup paralon dan air akan dengan
sendirinya mengalir ke sedotan sedotan yang
ada pada paralon dengan tekanan dan debit air
yang ada.
Adapun tujuan pembuatan alat irigasi
tetes sederhana adalah untuk mengetahui
prinsip kerja dari alat tersebut.
2. Teori Dasar
Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan
diam sementara, sedangkan fluida dinamis
mempelajari fluida yang bergerak. Pada fluida
statis terdapat persamaan tekanan, sedangkan
pada fluida dinamis terdapat persamaan debit
aliran dan asas Bernoulli.
1. Fluida Statis
 Tekanan
Tekanan (P) adalah satuan fisika
untuk menyatakan gaya (F) per satuan
luas (A), maka besarnya tekanan adalah
gaya dibagi dengan luas. Tekanan zat cair
disebarkan ke segala arah dengan sama
rata. Dirumuskan dengan persamaan :
𝑃=
Asas Bernoulli pertama kali
dikemukakan oleh Daniel Bernoulli
sekitar tahun (1700±1782). Pada
𝐹
𝐴
(1)
Keterangan:
P = Tekanan (Pa)
tanggal 18 Februari 1700 Daniel
Bernoulli lahir di Groningen, Belanda.
Daniel Bernoulli Membuat buku yang
berjudul Hydrodynamica yang
menunjukkan bahwa begitu kecepatan
aliran fluida meningkat maka
tekanannya justru menurun. Prinsip ini
menggambarkan sebuah istilah di
F = Gaya (N)
A = Luas permukaan (m2)
2. Fluida Dinamis
 Debit Aliran
Volume fluida tiap satuan
waktu yang mengalir dalam pipa
disebut debit. Dirumuskan dengan
persamaan:
dalam mekanika fluida yang dapat
menyatakan bahwa pada aliran fluida,
𝑄=
𝑉
𝑡
peningkatan pada kecepatan fluida
(2)
Atau
akan menimbulkan penurunan tekanan
pada aliran tersebut
Pembuatan teknologi irigasi tetes
𝑄 = 𝐴. 𝑣
(3)
Keterangan:
sederhana menggunakan prinsip fluida yaitu
Q = debit aliran (m³/s)
mekanika fluida. Mekanika fluida dapat dibagi
V = volume (m³)
menjadi fluida statis dan fluida dinamis.
t = waktu (s)
Research Based Learning - Judul
2
A = luas permukaan (m²)
v = kecepatan (m/s)

Asas Bernoulli
Pada asas Bernoulli berlaku hubungan
antara tekanan (P), kecepatan alir (v), dan
tinggi tempat (h) dalam satu garis lurus.
Sehingga asas bernoulli dapat didefinisikan
yaitu tekanan fluida di tempat yang
kecepatannya tinggi lebih kecil daripada di
tempat yang kecepatannya lebih rendah. Jadi
semakin besar kecepatan fluida dalam suatu
pipa maka tekanannya makin kecil dan
sebaliknya makin kecil kecepatan fluida dalam
suatu pipa maka semakin besar tekanannya.
Dirumuskan dengan persamaan:
𝑃1 +
1
𝑟ℎ𝑜1 𝑣12 + 𝑟ℎ𝑜1 𝑔 ℎ1
2
1
= 𝑃2 + 𝑟ℎ𝑜2 𝑣22
2
+ 𝑟ℎ𝑜2 𝑔 ℎ2 (4)
Keterangan:
P = Tekanan (Pa)
Rho = massa jenis fluida (kg/m³)
v = kecepatan aliran (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = ketinggian tempat (m)

Irigasi Tetes
Irigasi tetes adalah suatu sistem
pemberian air melalui pipa atau selang
berlubang dengan menggunakan tekanan
tertentu, dimana air yang keluar berupa tetesantetesan langsung pada daerah pekarangan
tanaman.
Tujuan dari irigasi tetes adalah untuk
memenuhi kebutuhan air tanaman tanpa harus
membasahi keseluruhan lahan. Cara pemberian
irigasi yang tidak tepat menjadi penyebab
rendahnya produktivitas tanaman. Hal ini
terlihat jelas dari sebagian besar tanaman yang
mati disebabkan terjadinya pembusukan akar
akibat kelebihan air yang diberikan, karena
pemberian irigasi sistem tradisional yang
diterapkan tanpa adanya takaran yang sesuai
dengan kebutuhan tanaman. Penelitian tentang
aplikasi sistem irigasi tetes pada tanaman yang
sesuai dengan kebutuhan tanaman, hemat air,
sederhana dan mudah diterapkan
pada
pertanian lahan kering perlu dikembangkan.
Jumlah air yang keluar dari emitter per
satuan waktu, dimana untuk menentukannya
digunakan persamaan sebagai berikut
Q = V/t
Keterangan:
Q = debit emitter (mm3/detik)
V = volume tetesan emitter (mm3)
t = waktu pengamatan tetesan emitter (detik)
Irigasi tetes (deep irrigation), pada
metode ini air irigasi diberikan dalam bentuk
tetesan yang hampir terus menerus didaerah
pekarangan dengan menggunakan penetes.
Debit pemberian sangat rendah, biasanya
kurang dari 12 liter/jam untuk point source
emmiter atau kurang dari 12 liter/jam permeter
line source emmiter.
Air adalah salah satu faktor yang
mempengaruhi pertumbuhan dan keberhasilan
Research Based Learning - Judul
3
peningkatan
produksi
pertanian,
1. untuk menghemat penggunaan air
ketersediannya mutlak diperlukan baik secara
tanaman.
jumlah maupun kualitasnya. Kebutuhan air
2. mengurangi kehilangan air yang
tanaman sebagian besar dipenuhi dari hujan
begitu cepat akibat penguapan dan
akan tetapi apabila kebutuhan air tidak
infiltrasi
terpenuhi oleh air hujan, maka harus dilakukan
3. membantu memenuhi kebutuhan air
upaya untuk dapat mencukupi kebutuhan air
tanaman pada awal penanaman
pada fase pertumbuhan tanaman, sehingga
sehingga juga akan meningkatkan
kebutuhan air tanaman tetap terpenuhi secara
pemanfaatan unsur hara tanah oleh
optimal dan pertumbuhan tanaman berjalan
tanaman.
dengan optimal pula. Oleh karena itu, maka
4. Mengurangi
stresing
atau
pelaksanaan pengelolaan air melalui irigasi
mempercepat
sangat dibutuhkan khususnya untuk memenuhi
sehingga
kebutuhan air dimusim kemarau.
keberhasilan tumbuh tanaman.
Irigasi tetes merupakan salah satu
sistem irigasi mikro yang memiliki tingkat
efisiensi penggunaan air yang paling tinggi
dibandingkan dengan irigasi curah. Sistem
irigasi tetes mengalirkan air secara lambat
untuk menjaga kelembaban tanah dalam
rentang waktu yang diingingkan bagi tanaman.
Karena efisiensi penggunaan air yang cuku
tinggi, maka sistem irigasi tetes ini cukup
efektif digunakan dalam kegiatan budidaya
tanaman.
adaptabilitas bibit
meningkatkan
Sistem yang digunakan adalah dengan
memakai pipa-pipa dan pada tempat-tempat
tertentu diberi lubang untuk jalan keluarnya air
menetes ke tanah. prinsip kerja irgasi tetes
adalah
pemberian
air
ke
tanah
untuk
pemenuhan kebutuhan air bagi tanaman,
dengan cara meneteskan air melalui emiter
yang mengarah langsung pada zona perakaran.
Irigasi tetes merupakan pengembangan dari
irigasi yang sudah ada sebelumnya, misalnya
saja irigasi permukaan, irigasi pancar dan lainlain. Irigasi ini sangatlah efektif untuk efisiensi
Ciri-ciri dari irigasi tetes adalah debit
penggunaan air, karena sasaran irigasi tetes ini
air kecil selama periode waktu tertentu, interval
langsung ke akar sehingga kecil kemungkinan
yang sering atau frekuensi pemberian air yang
air mengalami penguapan. Irigasi tetes adalah
tinggi, air diberikan pada daerah perakaran
suatu sistem untuk memasok air (dan pupuk)
tanaman, aliran air bertekanan dan eisiensi
tersaring
serta keseragaman pemberian air lebih baik.
pemancar (emitter). Irigasi tetes menggunakan
Adapun kegunaan dari irigasi tetes adalah
debit kecil dan konstan serta tekananrendah.
sebagai berikut:
Air akan menyebar di tanah baik ke samping
ke
dalam
tanah
melaluisuatu
maupun ke bawah karena adanya gaya kapiler
Research Based Learning - Judul
4
dan gravitasi. bentuk sebarannya tergntung
5. Lem
jenis tanah, kelembaban, permeabilitas tanah,
dan jenis tanaman.
Sistem irigasi tetes cepat dan mudah
dirakit komponen utamanya adalah pipa
paralon dengan dua ukuran yang berbeda yang
berdiameter lebih besar digunakan sebagai
pipa utama, sementara yang lebih kecil
digunakan sebagai pipa tetes. Pipa utama
berfungsi sebagai pembagi air ke setiap pipa
tetes. Pada pipa tetes diberi lubang-lubang
untuk meneteskan air kesetiap tanaman
dengan jarak sesuai jarak tanaman. Irigasi
tetes tidak membuang-buang air. Air memiliki
waktu untuk menyerap kedalam dan secara
kapiler ke seluruh area pekarangan. Hasilnya
irigasi tetes memiliki efisiensi hingga 95%,
sistem irigasi mikro ini secara otomatis akan
menyiram tanaman dengan jumlah air yang
tepat setiap hari.
3.3 Cara Membuat Irigasi Tetes Sederhana
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
Siapkan alat dan bahan
Lubangi ember dengan pisau dan
lubangi paralon dengan paku
Kemudian, masukkan paralon yang
sudah dilubangi tersebut ke dalam
ember yang sudah dilubangi
Tutup ujung paralon menggunakan
penutup paralon
Lalu, beri lem pada sekitar lubang
yang masih terlihat agar tidak bocor
Siapkan sedotan kemudian masukkan
sedotan ke setiap lubang pada paralon,
dan beri lem agar tidak terlepas
Alat irigasi tetes sederhana sudah
dapat digunakan.
Step I
3. Metodologi (Detail Cara Kerja Alat)
Irigasi tetes merupakan cara pemberian air
secara langsung pada tanaman menggunakan
alat tetes bernama emitter. Irigasi ini bisa
dilakukan di permukaan tanah maupun di
dalam
tanah
dan
bertujuan
untuk
memanfaatkan air yang ada dalam jumlah
terbatas.
Step II
Step III
Step IV
3.1 Alat
1. Paku
Step V
2. Pisau
3.2 Bahan
Step VI
1. Ember
2. Paralon
Step VII
3. Sedotan
Prinsip Kerja
4. Tutup paralon
Research Based Learning - Judul
5
Prinsip irigasi tetes atau yang sering disebut
dengan Trickle Irrigation atau Drip Irrigation
adalah irigasi yang menggunakan jaringan
aliran dengan memanfaatkan gaya gravitasi.
Jaringan irigasi tetes terdiri dari pipa utama,
pipa sub utama dan pipa lateral. Pada ujung
pipa lateral terdapat pemancar (emitter) yang
digunakan untuk mendistribusikan air secara
merata pada tanaman sesuai kebutuhan.
Pemancar diletakkan di dekat perakaran
sehingga tanah yang berada di daerah
perakaran selalu lembab. Sistem irigasi tetes
mempunyai cara pengontrolan yang baik sejak
air dialirkan sampai diserap tanaman. Di
samping itu sistem irigasi tetes mengurangi
proses penguapan (evaporasi), di mana nutrisi
dapat langsung diberikan ke tanaman melalui
irigasi. Sistem irigasi cocok digunakan untuk
tanaman yang ditanam secara berderet yang
mempunyai nilai ekonomis tinggi, sehingga
dapat menutupi biaya penyusutan perangkat
irigasi tetes.
4. Hasil dan Analisis
Berikut data hasil perhitungan dari
pengamatan yang dilakukan.
Diketahui data-data berikut ini:
Diameter pipa
Panjang Pipa
H1 = 5
H2 = 10
H3 = 15
s1
=
s2
=
s3
=
= 16 mm
= 1000 mm
mm
mm
mm
5
menit
8
menit
10
menit
Dianalisis dengan persamaan Bernoulli
(persamaan 4) dengan mempertimbangkan
kehilangan tinggi tekan (he) diperoleh hasil
perhitungan sebagai berikut.
DATA HASIL PENGAMATAN DEBIT PADA
IRIGASI
Kecepatan
aliran
dalam
pipa
(m/dt)
Debit
(m3/dt)
Waktu
pengamatan
(dt)
Volume
air
(liter)
1
0.017836
0.89609
300
0.2688
2
0.035672
1.79219
480
0.8602
3
0.053509
2.68829
600
1.6129
No.
Dari hasil perhitungan diatas dengan
menggunakan persamaan Bernoulli dapat dilihat
bahwa:
1. Pada baris lubang pertama dengan beda
tinggi 5 mm dengan lubang pada
penampungan ember didapat nilai
kecepatan pada pipa sebesar 0.017836
m/dt, dengan debit aliran 0.89609 m3/dt,
dengan waktu pengamatan selama 300 dt
(5 menit ) diketahui volume air yang
mengalir sebesar 0,2688 liter.
2. Pada baris lubang kedua dengan beda
tinggi 10 mm dengan lubang pada
penampungan ember didapat nilai
kecepatan pada pipa sebesar 0.035672
m/dt, dengan debit aliran 1.79219 m3/dt,
dengan waktu pengamatan selama 480 dt
(8 menit ) diketahui volume air yang
mengalir sebesar 0.8602 liter.
3. Pada baris lubang ketiga dengan beda
tinggi 15 mm dengan lubang pada
penampungan ember didapat nilai
kecepatan pada pipa sebesar 0.053509
m/dt, dengan debit aliran 2.68829 m3/dt,
dengan waktu pengamatan selama 600 dt
(10 menit ) diketahui volume air yang
mengalir sebesar 1.6129 liter.
5. Kesimpulan
Dari Hasil dan Analisa diatas dapat diperoleh
kesimpulan bahwa:
1. Karena efisiensi penggunaan air yang
cuku tinggi, maka sistem irigasi tetes ini
cukup efektif digunakan dalam
kegiatan budidaya tanaman.
2. Perbedaan Ketinggian emitter dengan
lubang
tampungan
ember
mempengaruhi kecepatan serta debit
dan volume air yang akan disalurkan ke
tanaman.
3. Pada perhitungan didapat bahwa beda
tinggi yang lebih kecil dari lubang
Research Based Learning - Judul
6
tampungan menghasilkan kecepatan
aliran yang lebih kecil sehingga volume
air yang tersalurkan lebih kecil.
4. Pada perhitungan didapat bahwa lubang
pada baris ketiga memiliki kecepatan
dan volume air terbanyak yang
disalurkan ke tanaman.
5. Irigasi
tetes dengan metode ini
idanggap cukup baik karena debit yang
disalurkan Debit pemberian sangat
rendah, yang kurang dari 12 liter/jam
untuk point source emmiter atau kurang
dari 12 liter/jam permeter line source
emmiter.
Saran yang dapat diberikan pada
pengamatan ini yaitu, sebaiknya dalam
perakitan alat dilakukan lebih hati-hati agar
alat yang dihasilkan lebih baik dan efektif.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Jackstar H. S., Panduan Penulisan Laporan, Jacks
Publishing, Yogyakarta, 2008.
[2]
Nama Penulis, Judul Pustaka, Nama Penerbit,
Lokasi Diterbitkan, Tahun Diterbitkan.
Research Based Learning - Judul
7