KOMPAS.com – Dalam ilmu Fisika, ketika mempelajari fluida dinamis akan ditemui Hukum Bernoulli. Namun, apakah itu hukum Bernoulli, bagaimana persamaannya, dan contoh aplikasinya di kehidupan sehari-hari?
Untuk mengetahui jawabannya, simaklah penjelasan berikut tentang Hukum Bernoulli!
Dilansir dari Encyclopedia Britannica, Hukum Bernoulli dikemukakan oleh matematikawan asal Belanda yang bernama Daniel Bernoulli pada tahun 1738.
Pada tahun tersebut Bernoulli menerbitkan buku Hidrodinamika yang mempelajari tentang cairan atau fluida yang bergerak (kemudian dikenal sebagai fluida dinamins).
Dilansir dari NASA, dalam buku tersebut Bernoulli menyebutkan bahwa udara merupakan fluida karena mengalir dan dapat mengambil bentuk yang berbeda layaknya air.
Lebih lanjut, Bernoulli juga menyatakan bahwa fluida yang mengalir lebih cepat menghasilkan tekanan yang lebih kecil. Sedangkan, fluida yang mengalir lebih lambat menghasilkan tekanan yang lebih besar.
Baca juga: Definisi Energi Kinetik, Energi Potensial, dan Energi Mekanik
Persamaan Hukum Bernoulli
Persamaan Hukum Bernoulli mematuhi Hukum Kekalan Energi Mekanik sebagai berikut:
p1 + ½ ρv1² + ρ.g.h1 = p2 + ½ ρv2² + ρ.g.h2
p1 = tekanan fluida 1 (pascal/ Pa)
p2 = tekanan fluida 2 (pascal/ Pa)
ρ = massa jenis fluida (kg/m³)
v1 = kecepatan fluida 1 (m/s)
v2 = kecepatan fluida 2 (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h1 = ketinggian fluida 1 (m)
h2 = ketinggian fluida 2 (m)
½ ρv² menggambarkan energi kinetik fluida per satuan volumenya, sedangkan ρ.g.h menggambarkan energi potensial fluida per satuan volumenya.
Dalam persamaan tersebut juga digambarkan fluida yang bergerak dalam ketinggian yang tidak konstan (terlihat dari keberagaan h1 dan h2) dan digambarkan dengan pipa yang melengkung.
Dilansir dari Physics LibreTexts, kepadatan fluida dalam pipa adalah sama dan inkompresibel, sehingga massa jenisnya (ρ) akan tetap sama.
Baca juga: Cara Menghitung Tekanan Hidrostatis dan Contoh Soalnya
Persamaan Bernoulli tersebut memperlihatkan bahwa adanya penurunan tekanan fluida pada saat kecepatannya bertambah untuk tetap memenuhi Hukum Kekekalan Energi Mekanik.
Contoh aplikasi Hukum Bernoulli di kehidupan sehari-hari
Contoh penerapan Hukum Bernoulli dalam kehidupan sehari-hari adalah pesawat. Pesawat terbuat dari material berat seperti alumunium dan besi. Dan juga mengangkut sesuatu yang berat seperti manusia dan barang-barang.
Namun, pesawat bisa terbang karena mengikuti Hukum Bernoulli. Seperti yang disebutkan sebelumnya bahwa fluida yang mengalir lebih cepat menghasilkan tekanan yang lebih kecil. Sedangkan, fluida yang mengalir lebih lambat menghasilkan tekanan yang lebih besar.
Pesawat menggunakan sayap pesawat yang berfungsi membagi dua fluida (dalam kasus ini udara) menjadi aliran di atas sayap dan di bawah sayap.
Baca juga: Tekanan Hidrostatis
Dilansir dari NASA, sayap atas pesawat dibuat melengkung sehingga udara mempercepat aliran udara dan mengurangi tekanan di atas pesawat.
Sebaliknya, bagian bawah sayap pesawat dibuat lurus sehingga kecepatan udara tetap dan lebih lambat dari aliran udara di atas pesawat.
Sesuai Hukum Bernoulli, aliran udara yang lebih lambat akan menghasilkan tekanan yang lebih besar. Sehingga, tekanan udara di bawah sayap jauh lebih besar daripada tekanan udara di atas sayap.
Tekanan yang besar memberikan gaya ke atas pada sayap bagian tengah. Akibatnya, pesawat akan terangkat dan terbang.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.