Belajar Hukum Bernoulli : Rumus, Bunyi, Contoh Soal dan Pembahasannya

Didalam suatu mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam atau SAINS, terkhusus pada ilmu fisika, pasti Anda sering mendengar istilah dari Hukum Bernoulli. Hukum Bernoulli ini sering juga digunakan menjadi suatu alat ukur untuk menghitung tekanan maupun massa didalam suatu aliran pada pipa air.

Mungkin sebagian dari Anda mengetahui mengenai kegunaan dan manfaat dari hukum fisika yang satu ini tetapi Anda juga harus mengetahui cara menghitungnya.

Dan pada artikel ini akan menjelaskan mengenai hukum Bernaulli yakni rumus hukum bernaulli, penerapan hukum Bernoulli, dan contoh soal serta pembahasan dari hukum Bernoulli. Berikut ini penjelasan mengenai hukum Bernoulli.

Belajar Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli memberikan pernyataan bahwasanya kenaikan dari kecepatan aliran fluida akan mengakibatkan penurunan pada tekanan fluida secara bersamaan maupun penurunan pada energi potensial fluida itu. Maka dari itu, dapat ditarik kesimpulan yaitu tekanan bisa menurun apabila kecepatan dari aliran fluida terus meningkat.

Hukum Bernoulli diciptakan oleh seorang matematikawan yang bernama Daniel Bernoulli dan ia berasal dari Swiss atau Belanda. Dimana ia pertama kali mempublikasikan hukum ini di dalam bukunya yang berjudul Hydrodynamica. Buku tersebut juga diterbitkan di tahun 1738. Didalam buku tersebut Daniel Bernoulli menuliskan teori dari hukum ini dan menjadikannya hukum Bernoulli. Didalam rumus hukum Bernoulli ini, Daniel memanfaatkan sebuah dasar matematika untuk membuatnya.

Dan didalam Hukum Bernoulli ini, terdapat suatu penyataan yang sering digunakan menjadi dasar hukum. Penyataan itu juga sering disebutkan dengan bunyi Hukum Bernoulli.

Berikut ini adalah bunyi dari Hukum Bernoulli yang harus Anda ketahui :

  • Fluida tak mempunyai viskositas (inviscid)
  • Aliran fluida laminar atau yang memiliki sifat tetap dan tak ada pusaran
  • Tak terdapat kehilangan energi yang diakibarkan oleh gesekan diantara dinding dan fluida
  • Tak terdapat energi panas yang dikirimkan kepada fluida, bai itu menjadi keuntungan maupun kerugian panas
  • Fluita tak bisa dimampatkan (incompressible)
  • Aliran Fluida tak berubah pada waktunya atau steady
  • Tak terdapat kehilangan energi yang diakibatkan oleh turbulen

Tidak hanya itu, Hukum Bernoulli juga memiliki prinsip-prinsip di dalamnya yang harus dipatuhi. Prinsip dari hukum Bernoulli ini adalah sebuah istilah yang sering digunakan didalam mekanika fluida. Prinsip tersebut juga menjelaskan bahwasanya terdapat sebuah peningkatan di fluida yang dapat menimbulkan sebuah penurunan pada tekanan aliran yang berada di aliran fluida.

Baca Juga : Rumus Tekanan Hidrostatis

Prinsip Hukum yang duga digunakan pada saat sekarang ini adalah hasil dari penyederhanaan dari persamaan hukum Bernoulli. Didalam persamaannya itu dapat dijelaskan dengan jelas bahwasanya jumlah energi disebuah titik pada suatu jalur aliran yang sama.

Prinsip tersebut juga sudah dikemukakan secara langsung oleh ilmuan yang berasal dari Belanda tersebut yaitu Daniel Bernoulli. Di suatu prinsip hukum Bernoulli, Daniel juga sudah menyederhanakan prinsip itu sebagai bentuk dari persamaannya, yakni berlaku untuk suatu aliran fluida yang termamparkan dan aliran yang tak termampatkan.

Di tiap bentuk dari persamaannya itu, Daniel juga menggunakan rumus matematis yang berbeda, dibawah ini merupakan penjelasan lengkapnya.

1. Aliran yang Tak termampatkan

Berbeda dengan aliran termampatkan, aliran fluida yang tak termampatkan adalah suatu aliran fluida yang memiliki ciri seperti tak terdapatnya sebuah perubahan di besaran kerapatan massa atau densitas dari suatu fluida di sepenajang alirannya tersebut.

Contoh dari material yang termasuk didalam aliran fluida tak termampatkan yaitu seperti emulsi, air, berbagai macam minyak, dan lain sebagainya. Di dalam suatu bentuk persamaan pada aliran fluida tak termamparkan, hukum ini juga menggunakan rumus seperti pada rumus dibawah ini :

Rumus Bernoulli : Aliran yang Tak termampatkan

Persamaan tersebut juga cuma berlaku untuk aliran yang tak termampatkan dengan asumsi seperti dibawah ini :

  • Tidak terjadinya suatu gesekan
  • Aliran tersebut bersifat tunak atau steady state

2. Aliran Termampatkan

Aliran termampatkan ini mempunyai karakteristik seperti terdapatnya sebuah perubahan di besaran kerapatan massa atau densitas dari suatu fluida di sepanjang alirannya. Contoh dari material yang juga termasuk didalam aliran fluida termampatkan yaitu gas alam, udara, dan lain sebagainya.

Pada persamaan tersebut, Hukum ini sudah dirumuskan dengan cara matematis. Berikut adalah rumus dari Hukum Bernoulli yang alirannya termampatkan :

Rumus Bernoulli : Aliran Termampatkan

Semua itu mempunyai nilai yang sama besarnya di tiap titik di sepanjang sebuah garis arus. Persamaan didalam Hukum ini nantinya juga akan digunakan menjadi suatu media untuk dapat menentukan laju dari fluida dengan cara mengukur tekanannya. Di dalam hukum Bernoulli ini terdpaat beberapa prinsip yang biasa digunakan.

Prinsip tersebut dijadikan menjadi suatu alat yang dapat mengukur sebuah persamaan kontinuitas laju dari fluida yang mana pada saat berada ditempat yang sempit malah justru akan bertambah semakin besar.

Baca Juga : Rumus Massa Jenis

Penerapan Hukum Bernoulli

Dibawah ini merupakan penerapan dari hukum bernoulli :

1. Venturimeter

Venturimeter adalah suatu alat yang sering digunakan untuk mengukur kecepatan aliran fluida. Misalnya didalam menghitung kecepatan laju dari aliran minyak maupun alir yang mengalir melewati pipa.

2. Teorema Torriceli

Didalam persamaan hukum Bernoulli, Daniel juga menggunakan Teorema ini untuk menghitung kecepatan dari zat cair yang keluar dari dasar suatu tempat untuk menampung air.

3. Karburator

Karbutator juga memiliki kegunaan yaitu menjadi suatu alat yang dapat menghasilkan suatu campuran dari bahan bakar dengan udara. Kemudian campuran tersebut dapat dimasukkan kedalam silinder mesin untuk dapat dilakukannya pembakaran.

Contoh Soal dan Pembahasannya

1. Pipa yang sering digunakan untuk menyalurkan air yang menempel di suatu dinding rumah seperti yang ada pada gambar berikut ini memiliki perbandingan luas pada penampang pipa besar dengan pipa kecilnya adalah 4 :1. Dan posisi pipa besar tersebut ialah 5 m yang berada diatas tanah, dan pipa kecil posisinya 1 m di atas tanah. Laju kecepatan dari aliran air kepada suatu pipa besar yaitu 36 km/jam. Dan memiliki tekanan sebesar 9,1 x 105 Pa. Apabila ρair = 1000 kg/m3.

pipa

Tentukanlah :

  • Kecepatan air yang ada di pipa kecil
  • Selisih tekanan yang ada pada kedua pipa tersebut
  • dan tekanan yang ada di pipa kecil

Pembahasan :

Pertama, Anda harus menuliskan apa yang sudah diketahui terlebih dahulu, dan berikut adalah hal yang sudah diketahui :

  • V1 = 36 km/jam = 10 m/s
  • A1 : A2 = 4 : 1
  • h1 = 5m
  • h2 =1 m
  • P1 = 9,1 x 105 Pa

Yang ditanyakan yaitu :

a. Kecepatan air ?

b. Selisih kedua pipa ?

c. Tekanan pada pipa kecil ?

Jawaban :

a. Berapa Kecepatan air-nya ?

A1v1 = A2v2

(4) (10) = (1) (v2)

V2 = 40 m/s

b. Berapa selisih dari kedua pipa tersebut ?

P1 + ½ ρv12 + ρgh1 = P2 11/2 ρv22 + ρgh2

P1 – P2 = ½ ρ(v22 – v12) + ρg(h2 = h1)

P1 – P2 = ½ (1000) (402 – 102) + (1000) (10) (1 – 5)

P1 – P2 = (500) (1500) – 40000 = 750000 – 40000

P1 – P2 = 710000 Pa = 7,1 x 105 Pa

c. Berapa tekanan pada pipa kecil ?

P1 – P2 = 7,1 x 105

9,1 x 105 – P2 = 7,1 x 105

P2 = 2,0 x 105 Pa

Demikianlah artikel yang menjelaskan mengenai rumus Hukum Bernoulli, penerapan dan contoh serta pembahasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat untuk Anda.

Leave a Reply

Send this to a friend