Jawaban:

a. Untuk menentukan energi yang disalurkan oleh gaya dorong aliran air pada kincir, kita perlu menghitung gaya tersebut terlebih dahulu. Gaya dorong aliran air dapat dihitung dengan rumus:

F = 0.5 x ρ x A x v^2

dimana:

F = gaya dorong aliran air (N)

ρ = massa jenis air (kg/m^3)

A = luas penampang aliran air (m^2)

v = kecepatan aliran air (m/s)

Karena aliran cukup deras, kita asumsikan kecepatan aliran air sekitar 4 m/s. Kita juga asumsikan massa jenis air sekitar 1000 kg/m^3, dan luas penampang aliran air yang dipengaruhi oleh kincir sebesar 6 m^2 (diameter 6 m). Sehingga:

F = 0.5 x ρ x A x v^2

F = 0.5 x 1000 x 6 x 4^2

F = 48000 N

Dengan demikian, besarnya gaya dorong aliran air pada kincir adalah sekitar 48.000 N.

Energi yang disalurkan oleh gaya dorong aliran air pada kincir dapat dihitung dengan rumus:

E = F x s

dimana:

E = energi (Joule)

F = gaya (N)

s = jarak (m)

Kita asumsikan jarak yang dilalui oleh kincir sekitar setengah dari diameter kincir (yaitu 3 m). Sehingga:

E = F x s

E = 48000 x 3

E = 144.000 Joule

Jadi, energi yang disalurkan oleh gaya dorong aliran air pada kincir sekitar 144.000 Joule.

b. Daya aliran air dapat dihitung dengan rumus:

P = E / t

dimana:

P = daya (Watt)

E = energi (Joule)

t = waktu (detik)

Kita asumsikan waktu yang digunakan selama 1 jam atau 3600 detik. Sehingga:

P = E / t

P = 144.000 / 3600

P = 40 Watt

Jadi, daya aliran air selama 1 jam sekitar 40 Watt.