Jawaban:

a. Debit pada bulan Juni dapat dihitung menggunakan rumus:

Debit = Volume air / Waktu

Debit = 72.000 m³ / 4 jam

Debit = 18.000 m³/jam

Jadi, debit pada bulan Juni adalah 18.000 m³/jam.

b. Besar torsi pada masing-masing kincir dapat dihitung menggunakan rumus:

Torsi = Gaya dorong x Jari-jari

Torsi kincir dengan jari-jari 2,5 m = 60 N x 2,5 m = 150 Nm

Torsi kincir dengan jari-jari 3 m = 60 N x 3 m = 180 Nm

Torsi kincir dengan jari-jari 5 m = 60 N x 5 m = 300 Nm

Jadi, besar torsi pada masing-masing kincir adalah 150 Nm, 180 Nm, dan 300 Nm.

c. Usaha yang dilakukan oleh kincir dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Usaha = Torsi x Putaran

Putaran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Putaran = Debit / (Luas penampang pipa x Kecepatan aliran air)

Luas penampang pipa dapat dihitung menggunakan persamaan:

Luas = π x (Diameter/2)²

Luas = π x (0,2 m)²

Luas = 0,0314 m²

Kecepatan aliran air dapat dihitung menggunakan persamaan:

Kecepatan = Debit / (Luas x Kepadatan air)

Kepadatan air = 1000 kg/m³

Untuk kincir dengan jari-jari 2,5 m:

Putaran = 18.000 / (0,0314 x 1000 x (π x 2,5)²)

Putaran = 4,4 putaran/detik

Usaha = 150 Nm x 4,4 putaran/detik = 660 Joule/detik

Untuk kincir dengan jari-jari 3 m:

Putaran = 18.000 / (0,0314 x 1000 x (π x 3)²)

Putaran = 3,1 putaran/detik

Usaha = 180 Nm x 3,1 putaran/detik = 558 Joule/detik

Untuk kincir dengan jari-jari 5 m:

Putaran = 18.000 / (0,0314 x 1000 x (π x 5)²)

Putaran = 1,8 putaran/detik

Usaha = 300 Nm x 1,8 putaran/detik = 540 Joule/detik

Sehingga usaha yang dilakukan oleh kincir dengan jari-jari 2,5 m, 3 m, dan 5 m masing-masing adalah 660 Joule/detik, 558 Joule/detik, dan 540 Joule/detik.

d. Tidak, volume air yang mengalir sawah tidak sama di setiap bulannya. Debit air Sungai Citarum akan berbeda-beda di setiap bulannya tergantung pada musim dan curah hujan. Oleh karena itu, para petani di desa Temanggung perlu mengatur penggunaan air secara bijak untuk mengairi sawah di sepanjang tahun terutama pada musim kemarau ketika debit air rendah.