HUKUM
BERNOULLI
Tujuan
: Dalam bagian ini kita hanya
akan mendiskusikan bagian cara berfikir Bernoulli sampai menemukan persamannya,
kemudian menuliskan persamaan akan tetapi kita tidak akan menurunkan persamaan
bornoulli secara matematis.
Pembahasan
:
Mari kita
perhatikan gambar yang ada di bawah ini !
Gambar di atas menunjukkan sebuah
pipa yang di aliri sejumlah fluida mengalir dar titik 1 ke titik 2. Pada gambar
di atas menunjukkan :
- Titik 1 lebih rendah dari titik 2, dan ini berarti energi potensial fluida di 1 < energi potensial di 2 ( ingat, EP = mgh).
- Luas penampang 1 > luas penampang 2 . menurut persamaan kontinuitas (Av = konstan), kecepatan fluida di 2 > 1, dan ini berarti bahwa energi kinetik fluida di 1 < 2 (ingat, EK = 1/2mv^2).
- Jumlah energi potensial dan energi kinetik = energi mekanik. Dengan demikian, energi mekanik 1< 2.
Jika energi
mekanik di 1 < 2, bagaimana mungkin fluida pindah dari titik 1 ke titik 2 ?
Bornoulli mengetahui tentang teorema usaha dan energi . menurut teorema ini,
fluida dapat berpindah dari 1 ke 2. Usaha adalah gaya kali perpindahan
Agar usaha positif, beda gaya
Haruslah bernilai positif. Gaya adalah tekanan
kali luas penampang (F = pA),
sehingga agar beda gaya
positif,
harus positif. Dari sinilah Bornulli menemukan
besaran ketiga yang berhubungan dengan usaha positif yang dilakukan fluida,
yaitu tekanan p sehingga fluida dapat
berpindah dari 1 ke 2 walaupun energi mekanaik di 1 < 2 .
Melalui penggunaan
teorema usaha dan energi yang melibatkan besaran tekanan p (mewakili usaha), besaran kecepatan aliran fluida v (mewakili energi kinetik), dan besaran
ketinggian terhadap suatu acuan h (mewakili
energi potensial), akhirnya Bernoulli berhasil menurunkan persamaan yang
menghubungkan ketiga besaran ini secara matematis yaitu :
jika diperhatikan !
-
mirip dengan energi kinetik
mirip dengan energi potensial EP = mgh
Ternyata
mirip dengan energi kinetik per satuan volum
(ingat,
)
dan
tak lain adalah energi potensial persatuan
volum. Oleh karena itu, persamaan di
atas dapat kita nyatakan sebagai berikut :
Demikianlah pembahasan Hukum Bernoulli kali ini, smoga bermanfaat ^^ ......
Referensi ;
Kanginan, Marthen. 2006. Fisika Untuk SMA Kelas XI Semester 2. Jakarta : Erlangga.