Jawaban:

1. Daya praktis angin pada kecepatan 6 m/s dapat dihitung dengan rumus:

P = (1/2) x rho x A x v^3 x C

Dimana:

rho = kepadatan udara (1,23 kg/m^3)

A = luas permukaan bilah (pi x r^2)

r = radius bilah/2 = 12 m

v = kecepatan angin (6 m/s)

C = efisiensi turbin (0,75)

Sehingga, substitusi nilai diperoleh:

A = pi x (12 m)^2 = 452,39 m^2

P = (1/2) x 1,23 kg/m^3 x 452,39 m^2 x (6 m/s)^3 x 0,75 = 1929,29 kW

Jadi, daya praktis angin pada kecepatan 6 m/s adalah sebesar 1929,29 kW.

2. Energi potensial dalam volume air dapat dihitung dengan rumus:

E = mgh

Dimana:

m = massa air (rho x V)

rho = kepadatan air (1000 kg/m^3)

V = volume air (10 m^3)

g = percepatan gravitasi (9,81 m/s^2)

h = tinggi air (10 m)

Sehingga, substitusi nilai diperoleh:

m = 1000 kg/m^3 x 10 m^3 = 10000 kg

E = 10000 kg x 9,81 m/s^2 x 10 m = 981000 J atau 981 kJ

Jadi, energi potensial dalam volume air adalah sebesar 981 kJ.

3. Daya air terjun dapat dihitung dengan rumus:

P = mgh/t

Dimana:

m = massa air (rho x V)

rho = kepadatan air (1000 kg/m^3)

V = volume air yang mengalir (5 m^3/s)

g = percepatan gravitasi (9,81 m/s^2)

h = tinggi air terjun (50 m)

t = waktu aliran air (1 detik)

Sehingga, substitusi nilai diperoleh:

m = 1000 kg/m^3 x 5 m^3/s x 1 detik = 5000 kg

P = 5000 kg x 9,81 m/s^2 x 50 m / 1 detik = 2.452.500 W atau 2.452,5 kW

Jadi, daya air terjun adalah sebesar 2.452,5 kW.

4. Laju aliran rata-rata air dapat dihitung dengan rumus:

P = Q x H x eta

Dimana:

P = daya listrik yang dihasilkan (4,2 x 10^12 W)

Q = laju aliran air (m^3/s)

H = kepala air (180 m)

eta = efisiensi turbin (0,85)

Sehingga, substitusi nilai diperoleh:

Q = P / (H x eta) = 4,2 x 10^12 W / (180 m x 0,85) = 2,73 x 10^10