Makalah Aplikasi Hukum Bernoulli

BAB II

PEMBAHASAN

 2.1. Penemu Hukum Bernoulli

Asas Bernoulli dikemukakan pertama kali oleh Daniel Bernoulli (1700 – 1782). Daniel Bernoulli lahir di Groningen, Belandapada 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. Petersburgpada 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, metafisikadan filsafat alamsampai 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 menjelaskanhukum Boyle. Dia bekerja pada Euler, untuk membantunya dalam mempelajari elastisitasdan pengembangan balok persamaan Bernoulli-Euler. HukumBernoulli 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.

Share this post