HUKUM BERNOULLI

Pernahkah kalian bertanya-tanya apa yang membuat sayap burung dan peswat membuatnya bisa terbang? Sayap pesawat yang dibentuk sedemikian rupa memenuhi prinsip hukum bernoulli, dengan memanfaatkan perbedaan kecepatan udara dengan tekanan udara di bawah dan di atas pesawat.

Apakah Hukum Bernoulli?

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa tekanan dari fluida yang bergerak seperti udara berkurang ketika fluida tersebut bergerak lebih cepat. Hukum Bernoulli ditemukan oleh Daniel Bernoulli, seorang matematikawan Swiss yang menemukannya pada 1700-an. Bernoulli menggunakan dasar matematika untuk merumuskan hukumnya.

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. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.

Terdapat beberapa Asumsi Hukum Bernoulli diantaranya :

• Fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible) dan nonviscous.
• Tidak ada kehilangan energi akibat gesekan antara fluida dan dinding pipa.
• Tidak ada energi panas yang ditransfer melintasi batas-batas pipa untuk cairan baik sebagai keuntungan atau kerugian panas.
• Tidak ada pompa di bagian pipa
• Aliran fluida laminar (bersifat tetap)

Rumus Hukum Bernoulli :

Dari persamaan diatas, Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama di setiap titik sepanjang aliran fluida ideal.

Keterangan :
P = Tekananal (Pascal)
v = kecepatan (m/s)
p = massa jenis fluida (kg/m^3)
h = ketinggian (m)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s^2)

Aplikasi Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli bermanfaat bagi kehidupan manusia, beberapa aplikasi penerapan hukum bernoulli adalah sebagai berikut :

• Torriceli/Tangki Air
• Venturimeter
• Manometer
• Gaya Angkat Pesawat
• Tabung Pitot

Apakah Fluida Itu ???

Fluida adalah sub-himpunan dari fase benda, termasuk cairan, gas, plasma, dan padat plastik.

Fluida memiliki sifat tidak menolak terhadap perubahan bentuk dan kemampuan untuk mengalir (atau umumnya kemampuannya untuk mengambil bentuk dari wadah mereka).

Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow).

Aliran Tak-termampatkan

Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut:


di mana:
v = kecepatan fluida
g = percepatan gravitasi bumi
h = ketinggian relatif terhadap suatu referensi
p = tekanan fluida
 = densitas fluida

Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut :

• Aliran bersifat tunak (steady state)
• Tidak terdapat gesekan (inviscid)

Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:



Aliran Termampatkan

Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut:

di mana:

 = energi potensial gravitasi per satuan massa; jika gravitasi konstan makab 
w = entalpi fluida per satuan massa
Catatan :    di mana  E, adalah energi termodinamika per satuan massa, juga disebut sebagai energi internal spesifik.

Contoh Soal :

Baca Selengkapnya »