Aplikasi
Bernoulli
Penerapan asas Bernoulli dapat kita jumpai pada peristiwa atau alat antara lain
tangki berlubang (penampungan air), alat penyemprot (obat nyamuk dan parfum),
venturimeter, tabung pitot, dan gaya angkat pesawat terbang.
1. Penerapan Asas Bernoulli Pada Tangki Berlubang
skema persamaan Bernoulli untuk fluida dalam tangki dan
terdapat kebocoran dalam ketinggian tertentu.
|
Perhatikan gambar diatas,
pada titik A, kecepatan fluida turun relatif kecil sehingga dianggap nol (v1 = 0). Oleh karena itu persamaan Bernoulli
menjadi sebagai berikut.
Perhatikan gambar diatas. Jika air keluar dari lubang B dengan kelajuan v yang jatuh di titik D, maka terlihat lintasan air dari titik B ke titik D berbentuk parabola. Berdasarkan analisis gerak parabola, kecepatan awal fluida pada arah mendatar sebesar vBX = v = . Sedangkan kecepatan awal pada saat jatuh (sumbu Y) merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dengan percepatan ay = g. Berdasarkan persamaan jarak Y = v0yt + ay t2 dengan Y = H –h, v0y = 0, dan ay = g, maka kita peroleh persamaan untuk menghitung waktu yang diperlukan air dari titik B ke titik D sebagai berikut.
Gerak air (fluida) pada sumbu X merupakan gerak lurus beraturan (GLB) sehingga berlaku persamaan:
X = v0X t
2. Penerapan Asas Bernoulli Pada Alat Penyemprot
Alat penyemprot yang menggunakan prinsip Bernoulli yang sering kita gunakan adalah alat penyemprot racun serangga. Perhatikan gambar berikut.
Ketika kita menekan batang pengisap, udara
dipaksa keluar dari tabung pompa melalui tabung sempit pada ujungnya. Semburan udara
yang bergerak dengan cepat mampu menurunkan tekanan pada bagian atas tabung
tandon yang berisi cairan racun. Hal ini menyebabkan tekanan atmosfer pada
permukaan cairan turun dan memaksa cairan naik ke atas tabung. Semburan udara
berkelajuan tinggi meniup cairan, sehingga cairan dikeluarkan sebagai semburan
kabut halus.
4. Penerapan Asas Bernoulli Pada Venturimeter
Tabung venturi adalah venturimeter, yaitu alat yang dipasang
pada suatu pipa aliran untuk mengukur kelajuan zat cair. Ada dua venturimeter
yang akan kita pelajari, yaitu venturimeter tanpa manometer dan venturimeter
menggunakan manometer yang berisi zat cair lain.
Venturimeter Tanpa Manometer
Gambar diatas menunjukkan sebuah venturimeter yang digunakan
untuk mengukur kelajuan aliran dalam sebuah pipa. Untuk menentukan kelakuan
aliran v1 dinyatakan dalam besaran-besaran
luas penampang A1 dan A2 serta perbedaan ketinggian zat cair
dalam kedua tabung vertikal h. Zat cair yang
akan diukur kelajuannya mengalir pada titik-titik yang tidak memiliki perbedaan
ketinggian (h1 = h2) sehingga berlaku
persamaan berikut.
Pada
gambar diatas terlihat perbedaan ketinggian vertikal cairan tabung pertama dan
kedua adalah h. Oleh karena itu selisih tekanan
sama dengan tekanan hidrostatis cairan setinggi h.
p1 – p2 =
ρgh
Dengan menggabungkan kedua persamaan yang melibatkan perbedaan
tekanan tersebut diperoleh kelajuan aliran fluida v1.
Venturimeter Dengan Manometer
Pada prinsipnya venturimeter dengan manometer hampir sama dengan
venturimeter tanpa manometer. Hanya saja dalam venturimeter ini ada tabung U
yang berisi raksa. Perhatikan gambar berikut.
Venturimeter dengan sistem manometer
Berdasarkan penurunan rumus yang sama pada venturimeter tanpa
manometer, diperoleh kelajuan aliran fluida v1 adalah
sebagai berikut.
Keterangan:
ρr : massa jenis raksa
ρu : massa jenis udara
ρu : massa jenis udara
Terima kasih atas postingan yang telah diberikan, sangat bermanfaat dan dapat dipahami
BalasHapusmantap gan rumus venturimeter tanpa manometernya
BalasHapus