Makalah Aplikasi Hukum Bernoulli
teisipäev, 24. mai 2016
3
kommentaari
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Penemu
Hukum Bernoulli
Asas
Bernoulli dikemukakan pertama kali oleh Daniel Bernoulli (1700 –
1782). Daniel Bernoulli lahir di Groningen, Belanda
pada tanggal 8 Februari 1700 dalam sebuah keluarga yang hebat dalam bidang
matematika. Dia dikatakan memiliki hubungan buruk dengan ayahnya yaitu Johann
Bernoulli, setelah keduanya bersaing
untuk juara pertama dalam kontes ilmiah di Universitas
Paris. Johann, tidak mampu menanggung malu harus bersaing dengan anaknya
sendiri. Johann Bernoulli juga menjiplak beberapa ide kunci dari buku Daniel, Hydrodynamica dalam bukunya yang
berjudul Hydraulica yang
diterbitkan lebih dahulu dari buku Hydrodynamica.
Dalam kertas kerjanya yang berjudul “Hydrodynamica”, Bernoulli menunjukkan
bahwa begitu kecepatan aliran fluida meningkat maka tekanannya
justru menurun.
Pada
saat usia sekolah, ayahnya, Johann Bernoulli, mendorong dia untuk belajar
bisnis. Namun, Daniel menolak, karena dia ingin belajar matematika. Ia kemudian
menyerah pada keinginan ayahnya dan bisnis dipelajarinya. Ayahnya kemudian
memintanya untuk belajar di kedokteran,
dan Daniel setuju dengan syarat bahwa ayahnya akan mengajarinya matematika
secara pribadi.
Daniel
Bernoulli adalah teman dekat dari seorang kontemporer, Leonhard
Euler. Dia pergi ke St. Petersburg
pada tahun 1724 sebagai guru matematika, tapi Bernoulli tidak bahagia di sana,
dan pada tahun 1733, dia meninggalkan pekerjaannya tersebut. Ia kembali ke Universitas
Basel, dimana ia terus memperdalam ilmu kedokteran,
metafisika
dan filsafat
alam
sampai kematiannya. Pada bulan Mei, 1750 ia terpilih sebagai Fellow dari Royal Society.
Karya
matematika pertamanya adalah Exercitationes
(Matematika Latihan), yang diterbitkan pada tahun 1724, dengan bantuan Goldbach.
Dua tahun kemudian ia pertama kali menunjukkan keinginannya untuk menyelesaikan
pekerjaannya yang tertunda, yaitu mempelajari tentang gerakan senyawa dan
gerakan rotasi. Dia adalah penulis pertama yang mencoba merumuskan teori kinetik gas,
dan dia menerapkan idenya untuk menjelaskan
hukum Boyle. Dia bekerja pada Euler, untuk
membantunya dalam mempelajari elastisitas
dan pengembangan balok persamaan
Bernoulli-Euler. Hukum
Bernoulli adalah hal terpenting dalam aerodinamis.
2.2.
Asas Bernoulli
Asas
Bernoulli adalah tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi
lebih kecil daripada di tempat yang kecepatannya lebih rendah . 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. Hukum ini diterapkan pada zat cair yang mengalir dengan kecepatan
berbeda dalam suatu pipa.
2.3. Prinsip
Hukum Bernoulli
Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah
di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida,
peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada
aliran tersebut. 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. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan
Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.
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).
1)
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 terhadapa suatu
referensi
p = tekanan fluida
ρ = densitas fluida
Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan
dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:
• Aliran bersifat tunak (steady state)
• Tidak terdapat gesekan
2) 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:
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.
2.4 Penerapan
Hukum Bernoulli Dalam Kehidupan Sehari-hari
1)
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. Prinsip
kerja Karbulator adalah seperti penampang pada bagian atas jet menyempit,
sehingga udara yang mengalir pada bagian ini bergerak degnan kelajuan yang
tinggi, sesuai dengan asas bernoulli, tekanan pada bagian ini rendah. Tekanan
didalam tangki bendin sama dengan tekanan atmosfer. Tekanan atmosfer memaksa
bahan bakar ( bensin atau solar) tersembur keluar melalui jet, sehingga bahan
bakar bercampur dengan udara sebelum memasuki silinder mesin.
2)
Tabung Farfum
Prinsip kerja penyemprot parfum atau
yang sejenisnya, juga menggunakan prinsip Bernoulli. Secara garis besar,
prinsip kerja penyemprot parfum bisa digambarkan sebagai berikut.
 |
Ketika bola karet diremas, udara yang ada didalam 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 dihasilkan dari dalam bola karet mendorongnya keluar, cairan parfum
akhirnya keluar membasahi tubuh. Biasanya lubang berukuran kecil, sehingga parfum
dapat keluar dengan cepat
3)
Alat Penyemprot
nyamuk
Prinsip
kerja penyemprot nyamuk mirip dengan prinsip kerja karburator bahkan lebih
sederhana. Ketika pengisap pompa ditekan, udara dari tabung silinder dipaksa
keluar melalui lubang sempit. Pancaran udara yang kecepatannya besar itu
menurunkan tekana dibagian atas nosel. Tekanan dibagian itu lebih kecil
daripada tekanan atmosfer pada permukaan cairan di dalam wadah, sehingga cairan
mengalir dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah atau
menyemprot keluar dalam bentuk kabut. Cara kerja alat penyemprot nyamuk adalah
Jika gagang pengisap (T) ditekan maka udara keluar dari tabung melalui ujung
pipa kecil A dengan cepat, karena kecepatannya tinggi maka tekanan di A kecil,
sehingga cairan insektisida di B terisap naik lalu ikut tersemprotkan keluar.
Baca Selengkapnya ....
