Penerapan Hukum Bernoulli

1.    Gaya Angkat Pada Pesawat

Hukum Bernoulli digunakan untuk menentukan gaya angkat pada sayap dan badan pesawat terbang sehingga diperoleh ukuran presisi yang sesuai. Pesawat terbang dirancang sedemikian rupa sehingga hambatan udaranya sekecil mungkin. Pesawat pada saat terbang akan menghadapi beberapa hambatan, diantaranya hambatan udara, hambatan karena berat badan pesawat itu sendiri, dan hambatan pada saat menabrak awan. Setelah dilakukan  perhitungan dan rancangan yang akurat dan teliti, langkah selanjutnya adalah pemilihan mesin penggerak pesawat yang mampu mengangkat dan mendorong badan pesawat.

Pada dasarnya, ada empat buah gaya yang bekerja pada sebuah pesawat terbang yang sedang mengangkasa. Berat pesawat yang disebabkan oleh gaya gravitasi bumi. Gaya angkat yang disebabkan oleh bentuk pesawat. Gaya ke depan yang disebabkan oleh gesekan udara. Gaya hambatan yang disebabkan oleh gesekan udara Jika pesawat hendak bergerak mendatar dengan suatu percepatan, maka gaya ke depan harus lebih besar daripada gaya hambatan dan gaya angkat harus sama dengan berat pesawat. Jika pesawat hendak menambah ketinggian yang tetap, maka resultan gaya mendatar dan gaya vertical harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa gaya ke depan sama dengan gaya hambatan dan gaya angkat sama dengan berat pesawat.  
Salah satu faktor yang menyebabkan pesawat bisa terbang adalah adanya sayap. Bentuk sayap pesawat melengkung dan bagian depannya lebih tebal daripada bagian belakangnya. Bentuk sayap seperti ini dinamakan aerofoil. Ide ini ditiru dari sayap burung. Bentuk sayap burung juga seperti itu (sayap burung melengkung dan bagian depannya lebih tebal). Burung bisa terbang karena ia mengepakkan sayapnya, sehingga ada aliran udara yang melewati kedua sisi sayap. Agar udara bisa mengalir pada kedua sisi sayap pesawat, maka pesawat harus digerakkan maju. Manusia menggunakan mesin untuk menggerakan pesawat

Bagian depan sayap dirancang melengkung ke atas. Udara yang mengalir dari bawah berdesakan dengan  yang ada di sebelah atas. Mirip seperti air yang mengalir dari pipa yang penampangnya besar ke pipa yang penampangnya sempit. Akibatnya, laju udara di sebelah atas sayap meningkat. Karena laju udara meningkat, maka tekanan udara menjadi kecil. Sebaliknya, laju aliran udara di sebelah bawah sayap lebih rendah, karena udara tidak berdesakan (tekanan udaranya lebih besar). Adanya perbedaan tekanan ini, membuat sayap pesawat didorong ke atas.

2.        Mesin Karburator

Mesin karburator yang berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar dan mencampurnya dengan aliran udara yang masuk. Supaya mudah terbakar, bensin yang sudah berbentuk uap atau gas harus dicampur dengan udara bersih. Udara dilewatkan pada sebuah pipa venturi, yaitu pipa yang akan menyempit seperti leher botol. Oleh karena adanya penyempitan, luas penampang pipa, laju aliaran udara akan menjadi besar dan tekanan pada daerah venturi akan turun sehingga bensin yang ada pada tempat penampungan akan tersedot keluar bercampur dengan udara membentuk uap bensin.

Kemudian uap bensin akan mengalir sampai pada tempat pembakaran yang merupakan sumber energi penggerak dari motor. Jadi, prinsip kerja karburator adalah adanya perbedaan tekanan antara ruang venturi dengan ruang penampungan uap bensin. Ini sesuai dengan asas bernoulli.

3.        Pipa Tangki dan Bak Penampungan

Hukum Bernoulli berlaku pada aliran air melalui pipa dari tangki penampung menuju bak-bak penampung. Biasanya digunakan di rumah-rumah pemukiman. Hukum bernoulli juga berlaku pada saat air di dalam tangki mengalami kebocoran akibat adanya lubang di dinding tangki, seperti terlihat pada gambar di bawah ini, kelajuan air yang memancar keluar dari lubang tersebut dapat dihitung berdasarkan Hukum Toricelli. Menurut Hukum Toricelli, jika diameter lubang kebocoran pada dinding tangki sangat kecil dibandingkan diameter tangki, kelajuan air yang keluar dari lubang sama dengan kelajuan yang diperoleh jika air tersebut jatuh bebas dari ketinggian.

4.        Mesin Pada Kapal Layar

Kapal layar adalah kapal yang digerakkan dengan menggunakan layar yang memanfaatkan tenaga angin sebagai pendorongnya. Konstruksi Kapal ini umumnya terbuat dari kayu dan cukup lama digunakan sebagai tulang pungung pelayaran baik bersifat sipil maupun militer sampai penemuan mesin uap dan kapal besi/baja pada abad ke 19 seiring dengan ramainya Revolusi Industri yang dipelopori oleh Inggris melalui penemuan mesin uap oleh James Watt.

Pada masa kini umumnya kapal layar dilengkapi dengan mesin tempel untuk menghadapi kemungkinan tidak bertiupnya angin pada daerah daerah tertentu agar tetap melanjutkan perjalanannya. Hukum Bernoulli digunakan pada mesin yang mempercepat laju kapal layar. Pada hukum ini berlaku hubungan antara tekanan, kecepatan alir, dan tinggi tempat dalam satu garis lurus.

5.        Tabung Venturi 

      

Alat ukur venturi (venturimeter) dipasang dalam suatu pipa aliran untuk mengukur laju aliran suatu zat cair. Suatu zat cair dengan massa jenis ρ mengalir melalui sebuah pipa dengan luas penampang A₁ pada daerah (1). Pada daerah (2), luas penampang mengecil menjadi A₂. Suatu tabung manometer (pipa U) berisi zat cair lain (raksa) dengan massa jenis ρ’ dipasang pada pipa. Penampang pipa menyempit di 2 sehingga tekanan di bagian pipa sempit lebih kecil dan fluida bergerak lebih lambat. 

sumber : serbaserbicakrawalasains.blogspot.co.id

Categories: fisika