Pendalaman Hukum Bernoulli

Published November 24, 2011 by desiaryani

1. Dua buah bola pingpong yang digantungkan dengan seutas benang dan diletakkan berdekatan satu sama lain, selanjutnya hembuskan udara yang berada di antara dua bola pingpong tersebut. Apa yang terjadi? Jelaskan mengapa hal tersebut dapat terjadi!

2. Dengan penalaran yang sama seperti soal nomor 1, tetapi gejalanya terjadi pada zat cair, yakni bahwa kapal yang sedang berlayar akan dapat berbenturan apabila kecepatan aliran air di antara kedua kapal tersebut sangat besar. Mengapa terjadi gejala yang demikian ini?

3. Rancanglah suatu percobaan untuk memperagakan terjadinya gejala yang menunjukkan Hukum Bernoulli. Jelaskan cara kerja yang dapat dilakukan!

4. Buktikan bahwa pada aliran dari lubang melalui sebuah lubang yang digambarkan di bawah ini besarnya debit air dapat dinyatakan dengan persamaan.

5. Jelaskan prinsip kerja penyemprot hama tanaman yang digambarkan seperti gambar berikut ini dengan Hukum Bernoulli!

PEMBAHASAN:

1. Lihat gambar di bawah ini.

Dengan ditiupnya udara di antara dua bola pingpong tersebut kedua bola pingpong akan bergerak saling mendekati dan pada akhirnya keduanya dapat berbenturan satu sama lain. Terjadinya benturan antara kedua bola ini disebabkan oleh hembusan terhadap udara di antara kedua bola tersebut.

Dengan hembusan yang diberikan maka akan terdapat aliran udara di antara dua bola tersebut, akibatnya tekanan untuk daerah tersebut menjadi berkurang dan menjadi lebih kecil daripada tekanan di sekelilingnya sehingga bola pingpong terdorong untuk bergerak pada daerah yang memiliki tekanan yang lebih rendah. Selanjutnya kedua bola tersebut bergerak dalam arah yang berlawanan dan akhirnya dapat berbenturan satu sama lain.

2. Misalkan ada  dua kapal yang sedang bergerak kemudian. Terjadinya benturan antara kedua kapal tersbeut akibat aliran air yang berada di antara keuda kapal tersebut memiliki kecepatan aliran yang jauh lebih besar daripada aliran air di sekitarnya. Akibatnya tekanan air di antara dua kapal tersebut mengalami penurunan yang cukup besar yang mengakibatkan kapal bergeser dalam arah ayang berlawanan yang akibatnya dapat berbenturannya dua kapal tersebut.

3. Lihat gambar di bawah ini.

Keterangan gambar:

1)     Pipa dengan diameter bagian tengah lebih sempit daripada bagian tepinya

2)     Pipa pengontrol permukaan air berwarna/tinta

3)     Tabung gelas yang berisi air berwarna/tinta

Dari gambar yang telah disajikan di bagian depan apabila pipa kaca yang memiliki penampang berbeda dan pipa pengendali tersbeut dicelupkan dalam air berwarna maka setting percobaan dapat disajikan dalam gambar tersebut.

Adapun langkah percobaan yang dapat dilakukan adalah:

  1. Pipa pengendali dicelupkan dalam air berwarna dan tabung belum dihembuskan udara, maka permukaan air berwarna di bagian dalam dan bagian luar akan sama tinggi karena tekanan di sekelilingnya akan sama.
  2. Selanjutnya pipa bagian kanan dihembus kuat-kuat, sehingga pada pipa akan terjadi aliran udara. Akibatnya berdasarkan Hukum Bernoulli tekanan pada bagian dalam tabung akan berkurang sehingga ada sebagian air berwarna dapat naik dalam pipa pengendali tersebut, yang menyebabkan perbedaan tekanan di dalam pipa dan di luar pipa. Dengan mengukur perbedaan tinggi air berwarna dan mengetahui massa jenis air berwarna maka perbedaam tekanan dapat diketahui.

4.      Lihat gambar di bawah ini.

Gambar berikut memperlihatkan suatu bejana yang pada bagian bawah diberikan lubang yang sempit untuk pengeluaran air (peluahan air). Jarak lubang tersebut pada awal percobaan adalah h cm dari permukaan air yang diisikan ke dalam bejana tersebut. Apabila tekanan mula-mula dari udara di sekeliling pipa adalah PB dan lubang peluahan air disebut lubang R, serta tinggi permukaan air mula-mula adalah p, maka setelah lubang sempit tersebut dibiarkan terbuka maka air yang meluah melalui lubang R tersebut akan memancar keluar. Oleh karena lubang R tersebut relatif kecil bila dibandingkan dengan diameter bejana, maka gerak permukaan air dalam bejana (P) tersebut amat lambat, berarti vp sangat kecil atau dapat disamakan dengan nol. Selanjutnya berdasarkan Hukum Bernoulli, akan dapat dituliskan sebagai berikut:

p1 + ρ gh1 + ½ ρ v21 = p2 + ρ gh2 + ½ ρ v22

Apabila lubang R sebagai lubang referensi maka dapat dikemukakan bahwa

v1 = 0, h2 = 0 dan p1 = p2 dan v2 = v

maka Hukum Bernoulli dapat dituliskan menjadi

pB + ρ gh + pB + ½ ρ v2

atau

½ ρ v2 = ρ gh

V = √2 gh

Apabila luas penampang lubang diberikan notasi A maka besarnya debit

(Q) = A √2 gh

5.    Perhatikan gambar di bawah ini.

 

Keterangan gambar:

1)     Lubang kecil berada di ujung penyemprot

2)     Penghisap yang dapat bergerak bebas tanpa gesekan

3)     Tabung penyemprot yang diisi dengan cairan obat hama

Prinsip bekerjanya alat tersebut dapat didasarkan pada Hukum Bernoulli yang dapat dinyatakan sebagai berikut:

p + ρ gh + ½ ρ v2 = konstan

Penghisap ditekan dalam keadaan mendatar berartiakan berlaku

ρ gh1 = ρ gh2, sehingga persamaan tersebut dapat dituliskan menjadi

p1 + ½ ρ v21 = p2 + ½ ρ v22

p1 – p2 = ½ ρ (v22 – v21)

Jika p1 < p2 maka v1 > v2, jadi pada tempat yang tekanannya kecil maka kecepatan pengalirannya akan besar.

 SELAMAT BELAJAR !!!!!!!!!!!!!!!

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: