Hukum Bernoulli

Penerapan dari Hukum Bernoulli beragam-ragam dalam kehidupan sehari-hari. Penerapan dari Hukum Bernoulli sebagian besar dimanfaatkan dalam bidang ilmu teknik atau ilmu yang berkaitan dengan aliran fluida.
Berikut merupakan contoh-contoh simpel penerapan Hukum Bernoulli.

1)  Teorema Terocelli

(Gambar 1.) Kecepatan aliran zat cair pada lubang dipengaruhi oleh ketinggian lubang.

                          

Persamaan Bernoulli dapat digunakan untuk menentukan kecepatan zat cair yang keluar dari lubang pada dinding tabung (Gambar 1.). Dengan menganggap diameter lubang, maka permukaan zat cair pada tabung turun perlahan-lahan, sehingga kecepatan v₁ dapat dianggap nol. Titik 1 (permukaan) dan 2 (lubang) terbuka terhadap udara sehingga tekanan pada kedua titik sama dengaan tekanan atmosfer, P₁ = P₂ , sehingga persamaan Bernoulli dinyatakan :

Persamaan [1] disebut teori Toricelli, yang menyatakan bahwa kecepatan aliran zat cair pada lubang sama dengan kecepatan benda yang jatuh bebas dari ketinggian yang sama.

2)  Pada Tangki yang tak berlubang.

(Gambar 2.) Tangki yang tak berlubang

Berikut persamaanya :

  v₁ = 0

  v₂ = 0

P₁ + ρ g h₁ = P₂ + ρ g h₂

      P₁ – P₂ = ρ g h₁ – ρ g h₂

      P₁ – P₂ = ρ g (h₂ – h₁) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .[2]

3) Pada Pipa yang mengecil di bagian ujungnya.

(Gambar 3.) Pipa yang mengecil

Adapun persamaannya adalah sebagai berikut:

h₁ – h₂ = h

P₁ – P₂                         = ½ ρ v₂² + ρ g h₂ – ½ ρ v₁² + ρ g h₁

                                    = ½ ρ v₂²  –  ½ ρ v₁² + ρ g h₂ – ρ g h₁

                                    = ½ ρ (v₂² – v₁²) + ρ g (h₂ – h₁)

P₁ – P₂                  = ½ ρ (v₂² – v₁²) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  [3]

Aplikasi Bernoulli-Venturimeter tanpa Manometer

Aplikasi Bernoulli-Venturimeter tanpa Manometer

persamaan kecepatan fluida pada pipa besar:

v₁ : kecepatan fluida pada pipa yang besar satuannya m/s
h : beda tinggi cairan pada kedua tabung vertikal satuannya m
A₁ : luas penampang pipa yang besar satuannya m²
A₂ : luas penampang pipa yang kecil (pipa manometer) satuannya m²

Tekanan Hidrostatik

 Bunyi Hukum Pascal

“tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah” .. Blaise Pascal (1623 – 1662).

Bila tekanan pada suatu titik dalam zat cair ditambah dengan suatu harga, maka tekanan semua titik di tempat lain dan pada zat cair yang sama akan bertambah dengan harga yang sama pula. Hal ini dikenal sebagai Prinsip Pascal.

Untuk lebih jelasnya simak uraian berikut :

Gbr 1. Sistem Kerja Hidrolik

Karena zat cair diteruskan sama besar ke segala arah, Maka P₁ pada Input Forcetekanannya sama besar dengan P₂ pada Output Force . That’s Why alias dengan begitu diperoleh rumus P₁ = P_2. Abaikan rumus pada gambar diatas

Karena P₁ = P₂ , Maka F₁/A₁ = F₂/A₂

Atau jika beban yang diangkat merupakan Gaya Berat (W), maka :

F₁/A₁= W₂/A₂

 atau ;

W₂ =  (A₂/A₁) F₁

Dengan, W₂ = beban yang akan diangkat (misal mobil)  (N)

                F₁ = gaya tekan pada dongkrak (N)

                A = luas penampang (m²)

Dari persamaan di atas dapat terlihat, bahwa jika ingin gaya tekan kecil maka luas penampang kedua harus lebih besar. Dan pemanfaatan prinsip Pascal dalam keseharian dan teknologi adalah Dongkrak Hidrolik, Pompa Hidrolik, Mesin Hidrolik pengangkat Mobil, Rem Piringan Hidrolik, Mesin Pengepress Hidrolik dan lain sebagainya.

Contoh Soal:

Seorang pekerja bengkel memberikan gaya tekan pada pompa hidrolik dengan gaya 300 N. apabila perbandingan penampang silinder kecil dan besar 1 : 10, Berapa Berat beban yang dapat diangkat oleh pekerja tersebut?

Jawab:

W₂ = (A₂/A₁)  F₁

W₂ =  (10/1) 300 N

W₂ = 3000 N

Jadi beban yang bisa diangkat adalah 3000 N

Bagaimana?? Mudah dipahami bukan? Ternyata konsep tekanan berhubungan erat dengan kehidupan kita sehari-hari yaaa? Itulah pembahasan mengenai Hukum Pascal Mengenai Tekanan. Semoga bermanfaat bagi Saya dan Anda sebagai pembacanya.