Hukum Bernoulli

GENERAL MATTER BANKING

HUKUM BERNOULLI

HUKUM BERNOULLI MATERI POKOK

1. Prinsip Bernoulli 2. Persamaan hukum Bernoulli 3. Penerapan Hukum Bernoulli TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Menjelaskan prinsip Bernoulli 2. Merumuskan hukum Bernoulli 3. Menerapkan hukum Bernoulli KATA KUNCI

1. Efek Venturi 2. Bernoulli 3. Cerobong Asap 4. Karburator

5. Perahu Layar 6. Tabung Pitot

7. Teorema Toricelli 8. Venturimeter

9. Zat Cair PENGANTAR

Pesawat terbang merupakan salah satu bukti kemajuan teknologi yang pesat saat ini. Pesawat terbang telah memperpendek jarak antarpulau, antarnegara, bahkan antarbenua. Rute perjalanan dari Makassar ke Merauke yang dapat ditempuh hingga 2 minggu dengan kapal laut, tetapi dengan pesawat hanya ditempuh dalam waktu kurang dari 4 jam. Hebat, bukan? Ya, begitulah kehebatan pesawat terbang. Akan tetapi, tahukah Anda mengapa pesawat itu bisa terbang? Mengapa mobil sedan yang memiliki kecepatan tinggi di darat tidak bisa terbang? Apakah ada alat khusus yang dimiliki pesawat sehingga dapat mengarungi mengarungi angkasa dengan leluasa? Jawaban pertanyaan-pertanyaan di atas dapat Anda simak dalam penjalasan materi berikut. Materi ini membahas tentang hukum Bernoulli serta aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari. Materi ini erat kaitannya dengan materi-materi sebelumnya. Oleh

SYAMSUL BAHRI – [email protected] [email protected]


HUKUM BERNOULLI

karena itu, diharapkan agar Anda tetap membuka catatan-catan sebelumnya, seperti prinsip kontinuitas. MATERI 1. Bagaimanakah prinsip Bernoulli?

Pada fluida statis, telah disinggung tentang bejana berhubungan. Pada bejana berhubungan, ketinggian zat cair di dalamnya selalu sama. Hal ini disebabkan karena tekanan pada masing-masing bejana sama.

Akan tetapi, hal ini berbeda jika zat cair dalam bejana dialirkan. Perhatikanlah gambar dibawah ini.

Dari gambar di atas, tampak bahwa semakin jauh bejana dari sumber air, maka permukaan air tersebut juga semakin rendah. Hal ini terjadi karena tekanan air terhadap bejana tersebut juga semakin kecil. Selanjutnya adalah, perhatikan gambar berikut ini.

SYAMSUL BAHRI – [email protected]


HUKUM BERNOULLI

Berdasarkan gambar di atas, terlihat bahwa pada tabung B, kenaikan air lebih kecil daripada tabung A dan C. ini menunjukkan bahwa tekanan air di bawah tabung B lebih kecil daripada tekanan di bawah tabung A dan C. Di dalam materi kontinuitas, telah dijelaskan bahwa luas penampang yang kecil yang dilewati oleh air akan memiliki kecepatan yang lebih besar dibandingkan dengan luas penampang yang lebih besar. Berdasarkan peristiwa di atas, maka dapat disimpulkan bahwa tekanan fluida pada suatu luas penampang yang berkecepatan tinggi lebih kecil daripada tekanan fluida pada suatu luas penampang yang berkecepatan rendah. Inilah yang dikenal dengan prinsip Bernoulli. Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa ketika kecepatan aliran fluida tinggi, tekanan fluida tersebut menjadi rendah. Sebaliknya jika kecepatan aliran fluida rendah, tekanannya menjadi tinggi. 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. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Hukum ini diterapkan pada zat cair yang mengalir dengan kecepatan berbeda dalam suatu pipa. 2. Bagaimanakah contoh peristiwa dalam kehidupan sehari tentang prinsip Bernoulli?

Perhatikan beberapa contoh peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan prinsip Bernoulli: 1. Ketika sepeda motor bergerak dengan cepat, maka kecepatan udara di bagian depan dan samping tubuh tinggi. Dengan demikian, tekanan udara menjadi rendah. Di bagian belakang tubuh terhalangi dengan bagian depan tubuh, sehingga kecepatan udara di bagian belakang tubuh tidak berubah menjadi tinggi (tepat di bagian belakang tubuhmu). Akibatnya tekanan udara di bagian belakang tubuhmu menjadi besar. Karena adanya perbedaan tekanan udara, di mana tepat di bagian belakang tubuh tekanan udara lebih besar maka udara mendorong baju ke belakang sehingga baju kelihatan kembung ke belakang. 2. Daun pintu rumah menutup sendiri ketika angin bertiup kencang di luar rumah. Hal ini terjadi karena udara yang ada di luar rumah bergerak lebih cepat daripada udara yang ada di dalam rumah. Akibatnya, tekanan udara di luar rumah lebih kecil dari



HUKUM BERNOULLI

tekanan udara dalam rumah. Karena ada perbedaan tekanan, di mana tekanan udara di dalam rumah lebih besar, maka pintu didorong keluar. Dengan kata lain, daun pintu bergerak dari tempat yang tekanan udaranya besar menuju tempat yang tekanan udaranya kecil. 3. Bagaimanakah persamaan hukum Bernoulli?

Untuk menurunkan persamaan Bernoulli, kita anggap aliran fluida tunak dan laminar, tak ‐termampatkan atau tidak bisa ditekan, viskositas atau kekentalannya juga kecil sehingga bisa diabaikan. Dalam pembahasan mengenai persamaan kontinuitas, telah dijelaskan bahwa laju aliran fluida juga dapat berubah ‐ubah tergantung pada luas penampang tabung alir. Selain itu, dalam pembahasan mengenai tekanan pada fluida (fluida statis), kita juga belajar bahwa tekanan fluida juga bisa berubah ‐ubah tergantung pada ketinggian fluida tersebut. Tekanan, laju aliran dan ketinggian aliran fluida bisa kita peroleh dalam persamaan Bernoulli. Persamaan Bernoulli ini sangat penting karena bisa digunakan untuk menganalisis penerbangan pesawat, pembangkit listrik tenaga air, sistem perpipaan, dan lain-lain. Agar persamaan Bernoulli yang akan kita turunkan berlaku secara umum, maka fluida dianggap mengalir melalui tabung alir dengan luas penampang yang tidak sama dan ketinggiannya juga berbeda. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut ini.

Untuk menurunkan persamaan Bernoulli, terapkan teorema usaha dan energi pada fluida dalam daerah tabung alir. Selanjutnya, kita akan memperhitungkan banyaknya fluida dan usaha yang dilakukan untukn memindahkan fluida tersebut. Fluida pada luas penampang 1 (bagian kiri) mengalir sejauh x 1 dan memaksa fluida pada penampang 2 (bagian kanan) untuk berpindah sejauh x 2. Hal ini menyebabkan perbedaan tekanan antara penampang 2 (bagian kanan tabung alir) dan penampang 1 (bagian kiri tabung alir) . Fluida yang berada di sebelah kiri penampang 1 memberikan tekanan P 1 pada fluida di sebelah kanannya dan melakukan SYAMSUL BAHRI – [email protected]


HUKUM BERNOULLI

usaha sebesar W  F.x . Dengan demikian, persamaan usaha pada penampang 1 adalah

W1

 F1.x1 . Tekanan yang bekerja pada fluida sebesar P 

F atau F  P.A . Dengan demikian, A

persamaan usaha pada penampang kecil ditulis menjadi W1

 P1A1x1 . Dengan cara yang

sama, pada penampang kedua berlaku persamaan usaha W2

 P2 A2 x 2 .

Selain tekanan, gaya gravitasi juga melakukan usaha pada fluida. Pada gambar di atas, sejumlah massa fluida dipindahkan dari penampang 1 sejauh x 1 ke penampang 2 sejauh x2, di mana volume fluida pada penampang 1 (A 1x1) = volume fluida pada penampang 2 (A2x2). Usaha yang dilakukan oleh gravitasi adalah W3 atau W3

 mgh1  mgh 2 .

 mgh 2  h1 

Tanda negatif pada persamaan di atas disebabkan karena

fluida mengalir ke atas, berlawanan dengan arah gaya gravitasi. Usaha total yang dilakukan oleh fluida berdasarkan gambar di atas adalah

W  W1  W2  W3 atau juga dapat ditulis: W  P1A1x1  P2 A 2 x 2  mgh1  mgh 2 ---(1) Menurut teorema usaha-energi, usaha total yang dilakukan dalam suatu sistem merupakan perubahan energi kinetiknya. Dengan demikian, persamaan (1) di atas dapat ditulis menjadi:

Ek 2  Ek 1  P1A1x1  P2 A 2 x 2  mgh1  mgh 2 ---(2) Karena Ek 

1 mv 2 , maka persamaan (2) di atas dapat ditulis menjadi 2

1 mv22 2

1 2

 mv12  P1A1x1  P2 A 2 x 2  mgh 1  mgh 2 ---(3)

Jumlah massa yang mengalir pada kedua penampang tersebut adalah sama sehingga volumenya pun sama. Volume fluida yang mengalir diytuliskan:

V  Ax ---(4) Dengan demikian, persamaan volume pada gambar di atas dapat ditulis:

Ax  A1x1

 A2 x 2 ---(5)



HUKUM BERNOULLI

Dengan demikian, persamaan (3) di atas dapat ditulis menjadi:

1 mv 22 2

 v12   AxP1  P2   mgh1  h 2  ---(6)

Pada fluida yang mengalir, massa jenisnya juga sama pada semua luas penampang. Besarnya massa jenis fluida yang mengalir sebesar  

m atau V

m  V ---(7) Dengan mensubtitusi persamaan (4) di atas ke dalam persamaan (7), maka massa fluida yang mengalir dapat ditulis menjadi:

m  Ax ---(8) Persamaan

1 Axv 22 2 menjadi

(8)

ini

disubtitusi

ke

dalam

 v12   AxP1  P2   Axg h1  h 2  .

1 v 22 2

persamaan

(6)

sehingga

diperoleh

Persamaan ini dapat disederhanakan

 v12   P1  P2   gh1  h 2  atau 1 2 v 2 2

1 2

 v12  P1  P2   gh1  gh 2 ---(9)

Jika semua besaran yang berlaku pada penampang kecil dikumpulkan di ruas kiri dan untuk penampang besar dikumpulkan di sebelah kanan, ma ka akan diperoleh persamaan berikut.

P1  gh1 

1 2 v1 2

1 2

 P2  gh 2  v 22 …(10)

Persamaan di atas dikenal dengan persamaan Bernoulli. Persamaan ini berlaku pada dua titik dimana saja di sepanjang tabung aliran. Dengan demikian, persamaan (11) di atas dapat ditulis:

P  gh 

1 2 v 2

 konstan…(11)

Keterangan:

P  tekanan (N.m-2)

  massa jenis (kg.m-3) SYAMSUL BAHRI – [email protected]


HUKUM BERNOULLI

g  percepatan gravitasi bumi (9,8 m.s-2)

h  ketinggian fluida (m) v  kecepatan aliran fluida (m.s-1) Persamaan ini menyatakan bahwa jumlah total antara besaran ‐ besaran dalam persamaan mempunyai nilai yang sama sepanjang tabung alir. Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut: 1. Aliran bersifat tunak ( steady state) 2. Tidak terdapat gesekan (non viscous) Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai ber ikut:

v2 2

   W  konstn

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari tekanan ( p ), energi kinetik per satuan volum (

1 2

PV 2 ), dan energi potensial per satuan volume (ρgh) memiliki nilai yang sama

pada setiap titik sepanjang suatu garis arus. 4. Bagaimanakah penerapan prinsip dan persamaan Bernoulli?

Beberapa penerapan prinsip dan persamaan Bernoulli adalah sebagi berikut. 1.

Teorema Toricelli

Teorema Toricelli menyatakan bahwa jika suatu wadah yang ujung atasnya terbuka ke atmosfer diisi cairan dan terdapat lubang kecil pada suatu kedalaman di bawah permukaan fluida dalam wadah, maka kelajuan semburan fluida melalui lubang sama dengan kelajuan yang diperoleh oleh suatu benda yang jatuh bebas pada suatu ketinggian. Perhatikan gambar berikut ini.



HUKUM BERNOULLI

Dengan menganggap diameter tabung lebih besar dibandingkan diameter lubang, maka permukaan zat cair pada tabung turun perlahan-lahan, sehingga kecepatan v 1 dapat dianggap nol. Titik 1 (permukaan) dan 2 (lubang) terbuka terhadap udara sehingga tekanan pada kedua titik sama dengan tekanan atmosfer, P 1= P 2, sehingga persamaan Bernoulli dinyatakan:

0  gh 1  1 2

v 2

2

1 2

 g

2

v 2  gh 2

h1  h 2 

v 2  2g h 1  h 2  Karena v2 merupakan kecepatan pada lubang yang akan ditentukan, maka selanjutnya ditulis v saja. Selanjutnya jarak antara lubang dan permukaan

h1  h 2  disebut saja h,

sehingga teorema Toricelli dapat dituliskan:

v  2gh ---(12) 2.

Efekventuri

Aplikasi persamaan Bernoulli juga bisa diterapkan pada fluida mengalir dalam bagian pipa yang ketinggiannya hampir sama (perbedaan ketinggian kecil). Aplikasi persamaan Bernoulli ini disebut efek venturi. Untuk memahami penjelasan ini, perhatikan gambar di bawah.

Pada gambar di atas tampak bahwa ketinggian pipa, baik bagian pipa yang penampangnya besar maupun bagian pipa yang penampangnya kecil, hampir sama sehingga diangap ketinggian atau h sama atau h 1=h2. Dengan menerapkan persamaan Bernoulli, maka akan diperoleh persamaan sebagai berikut:

3.

P1 

1 2 v1 2

1 2

 P2  v 22

Persamaan di atas dapat juga ditulis menjadi P1  P2

---(1)

1 2

1 2

 v 22  v12 . Atau



P1  P2

HUKUM BERNOULLI

1 2

 v 22  v12 

---(2)

Sebagaimana yang telah dijelaskan pada persamaan kontinuitas bahwa ketika fluida melewati bagian pipa yang penampangnya kecil (A2), maka laju fluida bertambah. Menurut prinsip Bernoulli, jika kelajuan fluida bertambah, maka tekanan fluida tersebut menjadi kecil. Jadi tekanan fluida di bagian pipa yang sempit lebih kecil tetapi laju aliran fluida lebih besar. 4.

Venturimeter (tanpa manometer)

Venturimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran zat cair dalam pipa. Zat cair dengan massa jenis  mengalir melalui pipa yang luas penampangnya A 1. Pada bagian pipa yang sempit luas penampangnya A 2.

Secara matematis, persamaan venturimeter tanpa manometer dapat dituliskan sebagai berikut.

v1

5.



2gh

 A1  2     1  A 2  

Karburator

Karburator adalah alat dalam mesin kendaraan yang berfungsi untuk menghasilkan campuran bahan bakar dengan udara lalu campuran ini dimasukkan ke dalam silinder mesin untuk pembakaran. Pada waktu sepeda motor dihidupkan piston dalam silinder melakukan langkah hisap yang membuat udara dari luar masuk ke dalam karburator. Kecepatan udara mengalir melewati spuyer kecil memiliki kelajuan yang sangat tinggi, sehingga mengakibatkan tekanan udara mejadi rendah. Karena tekanan dalam tangki bensin sama dengan tekanan atmosfir, sehingga bensin dalam ruang pelampung ikut terhisap naik keluar melalui spuyer kecil.



HUKUM BERNOULLI

Bensin yang naik keluar bercampur dengan udara menjadi kabut/gas yang merupakan campuran udara dengan bensin. Gas ini akan masuk ke dalam ruang bakar di mesin untuk kemudian dibakar. Prinsip kerja karburator sebenarnya hampir mirip dengan semprotan obat nyamuk atau penyemprot parfum yang biasa kita gunakan. 6.

Tabung pitot

Tabung pitot adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran gas. Sebagai contoh, udara mengalir di dekat lubang a. Lubang ini sejajar dengan arah aliran udara dan dipasang cukup jauh dari ujung tabung, sehingga kecepatan dan tekanan udara pada lubang tersebut mempunyai nilai seperti halnya aliran udara bebas.

Secara matematis, laju aliran gas di dalam fluida dapat ditulis

1 2

v 2  ' gh .

Secara

sederhana dapat ditulis:

v

2g.h.'



Keterangan:

v  laju aliran gas m.s 1 

  massa jenis gas kg.m 3  '  massa jenis zat cair dalam manometer kg.m 3  h  selisih tinggi zat cair dalam manometer m  g  percepatn gravitasi bumi m.s 2  7.

Penyemprot parfum dan penyemprot serangga

Penyomprot parfum merupakan salah satu alat yang memanfaatkan prinsip Bernoulli. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut.



HUKUM BERNOULLI

Prinsip kerja penyemprot parfum ini bisa dijelaskan sebagai berikut. Ketika bola karet diremas, udara yang ada di dalam bola karet meluncur keluar melalui pipa 1. Karenanya, udara dalam pipa 1 mempunyai laju yang lebih tinggi. Karena laju udara tinggi, maka tekanan udara pada pipa 1 menjadi rendah. Sebaliknya, udara dalam pipa 2 mempunyai laju yang lebih rendah. Tekanan udara dalam pipa 2 lebih tinggi. Akibatnya, cairan parfum didorong ke atas. Ketika cairan parfum tiba di pipa 1, udara yang meluncur dari dalam bola karet mendorongnya keluar cairan parfum yang akhirnya menyembur membasahi tubuh. Biasanya lubang keluarnya parfum berukuran kecil, sehingga parfum meluncur dengan cepat. Ini sesuai dengan persamaan kontinuitas bahwa jika luas penampang kecil, maka fluida bergerak lebih cepat. Sebaliknya, jika luas penampang pipa besar, maka fluida bergerak pelan. 8.

Pipet atau Penyedot

Mengisap atau menyedot air dengan menggunakan pipet sebenarnya membuat udara dalam pipet bergerak lebih cepat. Dalam hal ini, udara dalam pipet yang menempel ke mulut mempunyai laju lebih tinggi. Akibatnya, tekanan udara dalam bagian pipet itu menjadi lebih kecil sehingga udara dalam bagian pipet yang dekat dengan minuman mempunyai laju yang lebih kecil. Karena lajunya kecil, maka tekanannya lebih besar. Perbedaan tekanan udara ini membuat air atau minuman yang diminum mengalir masuk ke dalam mulut. Dalam hal ini, cairan itu bergerak dari bagian pipet yang tekanan udaranya tinggi menuju bagian pipet yang tekanan udaranya rendah.

9.

Cerobong Asap

Asap hasil pembakaran memiliki suhu tinggi atau panas. Karena suhu tinggi, maka massa jenis udara tersebut kecil. Udara yang massa jenisnya kecil mudah terapung atau



HUKUM BERNOULLI

bergerak ke atas. Selain itu, prinsip Bernoulli mengatakan bahwa jika laju aliran udara tinggi maka tekanannya menjadi kecil, sebaliknya jika laju aliran udara rendah, maka tekanannya besar. Perlu diingat bahwa bagian atas cerobong berada di luar ruangan. Ada angin yang meniup di bagian atas cerobong, sehingga tekanan udara di sekitarnya lebih kecil. Di dalam ruangan tertutup tidak ada angin yang meniup, sehingga tekanan udara lebih besar. Karenanya asap digiring ke luar lewat cerobong karena udara bergerak dari tempat yang tekanan udaranya tinggi ke tempat yang tekanan udaranya rendah. 10. Lubang tikus

Tikus membuat lubang sebagai “rumah” dengan menggunakan prinsip Bernoulli. Tikus membuat 2 lubang pada ketinggian yang berbeda. Akibat perbedaan ketinggian permukaan tanah, maka udara berdesakan (perhatikan lubang bagian kanan). Udara di dalam lubang tikus ini sepert air yang mengalir dalam pipa yang penampangnya besar menuju pipa yang penampangnya kecil. Karena berdesakan, maka laju udara meningkat. Oleh karena ada perbedaan tekanan udara, maka udara dipaksa mengalir masuk melalui lubang tikus. Udara mengalir dari tempat yang tekanan udaranya tinggi ke tempat yang tekanan udaranya rendah. 11. Gaya angkat pesawat terbang

Sayap merupakan salah satu faktor yang menyebabkan pesawat bisa terbang. Bentuk sayap pesawat melengkung dan bagian depannya lebih tebal daripada bagian belakangnya. Bentuk sayap seperti ini dinamakan aerofoil. Desain sayap pesawat yang berbentuk aerofil menyebabkan kelajuan udara di atas sayap lebih besar daripada di bawah sayap. Ini menghasilkan gaya angkat yang secara matematis dapat dituliskan:

F1  F2

1

 v 2 2  v12 A 2

Keterangan:

  massa jenis fluida di sekitar pesawat kg.m 3  v1  kelajuan udara di atas pesawat m.s 1  v 2  kelajuan udara di bawah pesawat m.s 1  A  luas bentngan sayap m 2 



HUKUM BERNOULLI

Ide aerofoil ini ditiru dari sayap burung. Bentuk sayap burung juga seperti itu, yaitu sayap burung melengkung dan bagian depannya lebih tebal. Akan tetapi, sayap burung bisa dikepakkan, sedangkan sayap pesawat tidak. Burung bisa terbang karena ia mengepakkan sayapnya, sehingga ada aliran udara yang melewati kedua sisi sayap. Agar udara bisa mengalir pada kedua isi sayap pesawat, maka pesawat harus digerakkan maju. Manusia menggunakan mesin baling-baling atau mesin jet untuk menggerakan pesawat. Bagian depan sayap dirancang melengkung ke atas. Udara yang mengalir dari bawah berdesakan dengan udara yang ada di sebelah atas. Ini juga seperti air yang mengalir dari pipa yang penampangnya besar ke pipa yang penampangnya sempit. Akibatnya, laju udara di sebelah atas sayap meningkat. Karena laju udara meningkat, maka tekanan udara menjadi kecil. Sebaliknya, laju aliran udara di sebelah bawah sayap lebih rendah, karena udara tidak berdesakan yang mengakibatkan tekanan udaranya lebih besar. Adanya perbedaan tekanan ini, membuat sayap pesawat didorong ke atas. Perlu diingat kembali bahwa prinsip Bernoulli ini hanya salah satu faktor yang menyebabkan pesawat terangkat. Penyebab lain adalah momentum. Biasanya, sayap pesawat dimiringkan sedikit ke atas. Udara yang mengenai permukaan bawah sayap dibelokkan ke bawah. Karena pesawat punya dua sayap, yakni di bagian kiri dan kanan, maka udara yang dibelokkan ke bawah tadi saling bertumbukan. Perubahan momentum molekul udara yang bertumbukan menghasilkan gaya angkat tambahan. Perhatikan gambar di bawah ini.

Bagian atas sayap melengkung ke bawah sampai ke ekornya. Ini membuat udara dipaksa oleh sayap untuk mengalir ke bawah. Menurut Newton dalam Hukum III Newton, adanya gaya aksi akan menyebabkan gaya reaksi. Karena sayap memaksa



HUKUM BERNOULLI

udara turun, maka udara harus memaksa sayap naik. Dalam hal ini, udara memberikan gaya angkat pada sayap. 12. Perahu layar

Perahu layar biasanya berlayar melawan angin. Perahu layar bergerak dengan memanfaatkan prinsip Bernoulli. Ketika angin mengalir, disisi lain kapal layar bergerak dengan cepat dan mendorong dengan keras. Dengan demikian layar menerima kekuatan yang tegak lurus terhadap arah angin didukung oleh keel kapal yang melakukan gerak lateral sehingga kapal hanya bisa bergerak maju yang membuat kekuatan kapal layar lebih besar dari pada kekuatan angin. Kapal layar dapat bergerak berlawanan dengan arah angin dengan memanfaatkan hukum Bernoulli. Untuk dapat bergerak ke arah yang diinginkan maka kapal layar harus mempunyai dua buah layar yang dapat diatur-atur. Gaya Bernoulli (akibat perbedaan tekanan) mendorong kapal dengan dalam arah tegak lurus dengan arah angin. Namun, pada saat bersamaan , air laut menarik sirip kapal dalam arah yang hampir tegak lurus dengan sumbu kapal. Jadi, ada dua gaya sekaligus yang bekerja pada kapal, yaitu gaya Bernoulli yang bekerja pada layar dan gaya oleh air pada sirip kapal. Dua gaya tersebut memiliki arah yang hampir berlawanan dengan arah angin dan kapal layar bergerak dalam arah yang hampir berlawanan dengan arah datangnya angin. RANGKUMAN

1. Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa ketika kecepatan aliran fluida tinggi, tekanan fluida tersebut menjadi rendah. Sebaliknya jika kecepatan aliran fluida rendah, tekanannya menjadi tinggi. 2. Contoh kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan hukum Bernoulli adalah ketika kita naik motor, maka baju (jaket akan kelihatan kembung ke belakang. Contoh yang lain adalah pintu yang tiba-tiba tertutup saat angin bertiup kencang di luar rumah. 3. Persamaan

P  gh 

hukum

1 2 v 2

Bernoulli

untuk

aliran

tak

termampatkan

 konstn

4. Penerapan hukum dan persamaan Bernoulli: 1) teorema Toricelli; 2) efek venturi; 3) venturi meter (tanpa manometer); 4) karburator; 5) tabung pitot; 6) penyomprot parfum dan penyomprot serangga; 7) pipet atau penyedot; 8) cerobong asap; 9) lubang tikus; 10) gaya angkat pesawat terbang; 11) perahu layar. SOAL-SOAL SYAMSUL BAHRI – [email protected]


HUKUM BERNOULLI

1. Tuliskan prinsip Bernoulli yang bekerja pada alat semprot nyamuk! 2.

C1 (Pengetahuan) Di bawah ini merupakan posisi sebuah benda yang dicelupkan ke dalam fluida.

Berdasarkan gambar tersebut, berarti … A.

 benda   miyak

B.

 benda   miyak

C.

 benda   miyak

D.

 benda  2x miyak

3. Air mengalir melewati venturimeter seperti pada gambar di bawah. Jika luas penampang A1 dan A2 masing-masing 5 cm2 dan 4 cm 2, dan g = 10 m/s 2, tentukanlah kecepatan air (v1) yang memasuki pipa venturimeter! 4. Gambar di bawah menujukkan panampang melintang dari sayap pesawat terbang saat aliran udara melewati bagian atas dan bawah sayap tersebut, dengan P= tekanan udara dan v= kecepatan aliran udara. Mekanisme supaya pesawat terangkat adalah…

A. P1< P2 sebagai akibat dari v1< v2 B. P1< P2 sebagai akibat dari v1>v2 C. P1< P2 sebagai akibat dari v1 = v2 D. P1 > P2 sebagai akibat dari v1>v2 E. P1 > P2 sebagai akibat dari v1
a. Kecepatan aliran melalui lubang b. Jarak pancaran air yang pertama kali jatuh diukur dari dinding bejana! 6. Gambar menunjukkan penmpang sayap pesawat saat pesawat tinggal landas. Ketika pesawat akan mendarat pilot harus mngatur posisi sayap harus….



A. B. C. D. E.

HUKUM BERNOULLI

F1 = F2 v1 > v2 v1 < v2 v1 = v2 F1 > F2

7. DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Ke lima Jilid 1, Terjemahan. Jakarta: Erlangga. Halliday, David dan Robert Resnick. 1989. Fisika Jilid 2 Edisi 3 (Terjemahan Prof. Pantun Silaban dan Drs. Erwin Sucipto). Jakarta: Penerbit Erlangga. Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 2 (Terjemahan Dr. Bambang Soegijono). Jakarta: Erlangga. Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 2002. Fisika Universitas (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.


Hukum Bernoulli

Recommend Documents