CONTOH PRAKTIKUM PRINSIP PERSAMAAN BERNOULI

 

LAPORAN PRAKTIKUM 

PRINSIP PERSAMAAN BERNOULI

LATAR BELAKANG

Hukum Bernoulli menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida (zatcair dan gas) bahwa peningkatan kecepatan pada suatu aliran zat cair atau gas, akan mengakibatkan penurunan tekanan pada zat cair atau gas tersebut. Artinya, akan terdapat penurunan energi potensial pada aliran fluida tersebut.

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli

Suatu zat yang mempunyai kemampuan mengalir dinamakan Fluida. Cairan adalah salah satu jenis fluida yang mempunyai kerapatan mendekati zat padat. Letak partikelnya lebih merenggang karena gaya interaksi antar partikelnya lemah. Gas juga merupakan fluida yang interaksi antar partikelnya sangat lemah sehingga diabaikan. Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli: (1) berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow) dan (2) berlaku untuk aliran termampatkan (compressible flow).

Dalam kehidupan sehari-hari, Asas Bernoulli diterapkan pada karburator mobil, venturimeter, pipa pitot, botol penyemprot parfum, dan alat semprot serangga. Asas Bernoulli juga dapat digunakan untuk melakukan kalkulasi kebocoran pada tangki air yang seperti akan praktekkan menggunakan alat sederhana. Asas Bernoulli juga dapat digunakan untuk mencari perhitungan dan memodelkan bagaimana pesawat terbang yang begitu besarnya dapat terbang.

Berdasarkan uraian di atas maka dibuatlah karya tulis ilmiah ini, yang nantinya akan menjelaskan lebih jauh mengenai hukum atau asas Bernoulli dan penerapannya pada kehidupan sehari-hari dengan menggunakan contoh percobaan yakni menggunakan wind bag (Bernoulli’s Bag).

 

RUMUSAN MASALAH

1      Apa itu Asas Bernoulli?

2      Apa rumus-rumus dasar Asas Bernoulli?

 

TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah untuk:

1      Untuk mengetahui apa itu Asas Bernoulli

2      Untuk mengetahui apa rumus-rumus dasar Asas Bernoulli

 

MANFAAT

1      Agar dapat mengetahui lebih lanjut mengenai apa itu Asas Bernoulli

2      Agar dapat mengetahui dan mempelajari rumus-rumus dasar perhitungan dari Asas Bernoulli

3       

DASAR TEORI

1.         Hukum Bernoulli

Pada ilmu fisika, dikenal salah satu konsep tentang mekanika fluida atau konsep yang membahas tentang gerak (aliran) zat cair dan gas. Pada konsep mekanika fluida terdapat salah satu hukum (konsep dasar) yang dikenal dengan nama Hukum Bernoulli. Hukum Bernoulli merupakan sebuah konsep dasar dalam mekanika fluida yang disampaikan oleh seorang ahi matematika yang dilahirkan di Goningen, Belanda sekitar tahun 1700 bernama Daniel Bernoulli. (Giancoli, Douglas C. 2010)

Hukum Bernoulli, merupakan suatu hukum yang dapat digunakan untuk menjelaskan gejala yang berhubungan dengan gerakan zat alir melalui suatu penampang pipa. Hukum tersebut diturunkan dari Hukum Newton dengan berpangkal tolak pada teorema kerja tenaga aliran zat cair dengan beberapa persyaratan antara lain aliran yang terjadi merupakan aliran steady (mantap, tunak), tak berolak (laminier, garis alir streamline), tidak kental dan tidak termampatkan. Persamaan dinyatakan dalam Hukum Bernoulli tersebut melibatkan hubungan berbagai besaran fisis dalam fluida, yakni kecepatan aliran yang memiliki satu garis arus, tinggi permukaan air yang mengalir, dan tekanannya. Bentuk hubungan yang dapat dijelaskan melalui besaran tersebut adalah besaran usaha tenaga pada zat cair (Hewitt, 2006).

Selanjutnya apabila pengkajian hukum ini berpangkal tolak pada hukum kekekalan massa, maka dalam aliran ini hukum kekekalan massa tersebut lebih mengacu pada hukum kekekalan flux massa. Oleh sebab itu dalam tabung aliran semua partikel zat cair yang lewat melalui pipa/tabung yang memiliki luas penampang tertentu diandaikan memiliki kecepatan pengaliran di satu titik adalah sama pada garis aliran yang sama. Namun demikian pada titik-titik lainnya dapat memiliki kecepatan yang berbeda.

Hukum Bernoulli menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida (zat cair dan gas) bahwa peningkatan kecepatan pada suatu aliran zat cair atau gas, akan mengakibatkan penurunan tekanan pada zat cair atau gas tersebut. Artinya, akan terdapat penurunan energi potensial pada aliran fluida tersebut.

Berkaitan dengan hukum Bernoulli, suatu fluida dikatakan mempunyai peningkatan kecepatan, jika fluida tersebut mengalir dari suatu bagian dengan tekanan tinggi menuju bagian lainnya yang bertekanan rendah. Sedangkan suatu fluida dikatakan mempunyai penurunan kecepatan, jika fluida tersebut mengalir dari suatu bagian bertekanan rendah, menuju bagian lain bertekanan tinggi.

Konsep dasar ini berlaku pada fluida aliran termampatkan (compressible flow), juga pada fluida dengan aliran tak termampatkan (incompressible flow). Hukum Bernoulli sebetulnya dapat dikatakan sebagai bentuk khusus dari konsep dalam mekanika fluida secara umum, yang dikenal dalam persamaan Bernoulli.

 

1.1.   Aliran Termampatkan

Suatu fluida dengan aliran termampatkan merupakan suatu aliran fluida yang mempunyai karakteristik khusus adanya perubahan kerapatan massa (density) pada sepanjang alirannya. Contoh aliran fluida termampatkan adalah udara atau gas alam.

 

1.2.       Aliran Tak Termampatkan

Suatu fluida dengan aliran tak termampatkan merupakan suatu aliran fluida yang mempunyai karakteristik tidak terdapat perubahan kerapatan massa (density) pada sepanjang aliran fluida tersebut. Contohnya adalah air, macam-macam minyak, campuran lemak dan larutan basa (emulsi).

2. Rumus-rumus Asas Bernoulli

    2.1   Rumus Untuk Aliran Tak-termampatkan

Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya massa jenis fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak,emulsi, dll. 

  2.2    Rumus Untuk Aliran Termampatkan

Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya massa jenis fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. 

 

METODE PRAKTIKUM

ALAT DAN BAHAN

1. Alat

Adapun alat yang di gunakan pada praktikum kali ini yaitu,sebagai berikut:

No	Nama alat	Jumlah	kegunaan
1	Plastik	1 buah	Untuk menjadi media percobaan
2	Handphone	1 buah	Untuk merekam percobaan
3	Laptop	1 buah	Untuk meng edit video percobaan

 

2. Bahan

Adapun bahan yang di gunakan pada praktikum kali ini yaitu,sebagai berikut:

Tidak ada bahan

 

3. Cara Kerja

1. Disiapkan alat yang akan digunakan dalam praktikum ini terlebih dahulu

2. Kemudian dinyalakan HP dalam mode merekam (video)

3. Kemudian plastic bag atau plastik yang berukuran agak panjang disiapkan untuk melakukan percobaan pertama

4. Untuk percobaan yang pertama, kedua ujung plastik dipegang dan jika memungkinkan, mintalah seseorang untuk memegang ujung bagian plastic bag yang lainnya

5. Kemudian, bagian ujung yang berlubang (tidak tertutup) dipegang hingga lubang agak mengecil (ujung plastic diremas).

6. Setelah dipastikan salah satu ujung yang berlubang telah diremas, dilakukan percobaan pertama dengan cara meniup ujung plastic yang kita pegang (ujung yang diremas) beberapa kali. Pada saat melakukan percobaan yakni dengan meniup lubang plastic yang diremas, dekatkan mulut sedekat mungkin dengan plastik.

7. Kemudian dilakukan pengamatan terhadap percobaan pertama.

8. Setelah selesai melakukan pengamaatan, hilangkan kembali semua udara yang ada di dalam plastic bag tersebut dengan cara dikempeskan atau ditekan-tekan.

9. Setelah dipastikan plastik telah benar-benar kempes, disiapkan untuk melakukan percobaan yang kedua.

10. Untuk percobaan yang kedua, kembali kedua ujung plastik dipegang dengan tegak lurus dan jika memungkinkan, mintalah seseorang untuk memegang ujung bagian plastic bag yang lainnya

11. Kemudian, pastikan plastic bag dengan posisi horizontal dihadapan kita. Bila perlu rentangkanlah jari-jari tangan kemudian gunakanlah untuk membuka ujung lubang plastic agar terbuka dengan lebar

12. Lalu berikanlah jarak antara mulut dengan plastic bag yang kita pegang sekitar (10-20 cm) dari ujung plastic bag yang terbuka lebar. Bila perlu, ujung plastik dilebarkan dengan jari-jari agar terbuka dengan sempurna.

13. Kemudia, ambil napas dalam-dalam beberapa kali (tidak perlu melakukannya berlebihan) dan tiup nafas panjang dan tunggal ke dalam plastic bag yang terbuka.

14. Lalu lakukanlah pengamatan berapa udara yang masuk.

15. Setelah percobaan kedua selesai, bandingkanlah seberapa banyak udara yang masuk dari kedua percobaan tersebut.

 

 

 

 

HASIL DAN PEMBAHASAN

 

HASIL

Gambar 1. Plastic bag yang ditiup dengan cara ujungnya diremas dan dengan jarak yang dekat dengan mulut

Gambar 2. Plastic bag yang ditiup dengan cara ujung yang dibuka lebar dan dengan jarak yang berkisar (10-20cm) dari mulut peniup.

 

PEMBAHASAN

Perbedaan jumlah udara yang masuk (terperangkap) pada percobaan pertama yakni peniupan plastik yang diremas dengan jarak yang dekat dengan mulut peniup dan percobaan kedua yakni peniupan plastic bag yang dibuka lebar dan ditiup dengan memberikan jarak antara mulut dan plastik sangatlah berbeda jauh.

Hal tersebut terjadi karena plastic bag dengan cepat mengembang karena udara dari atmosfer ditarik ke dalam plastic bag di sepanjang sisi aliran udara dari paru-paru kita. Percobaan ini dilakukan untuk membuktikan penerapan Asas Bernoulli. Pada 1738, seorang ilmuwan bernama Daniel Bernoulli mengamati bahwa aliran udara bergerak dikelilingi oleh area tekanan atmosfer rendah. Bahkan, semakin cepat aliran udara bergerak, semakin rendah tekanan turun di sekitarnya. Ketika Anda meniup ke dalam plastic bag, Anda menciptakan area tekanan rendah di dalam plastic bag. Tekanan udara yang lebih tinggi di sekitar Anda di atmosfer mengalir ke dalam tas untuk menyamakan sesuatu. Dengan kata lain, udara di atmosfer ditarik ke dalam tas

 

KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari praktikum ini, yaitu:

Asas Bernoulli adalah tekanan fluida di tempat yang kecepatannya tinggi lebih kecil daripada di tempat yang kecepatannya lebih rendah. Jadi semakin besar kecepatan fluida dalam suatu pipa maka tekanannya makin kecil dan sebaliknya makin kecil kecepatan fluida dalam suatu pipa maka semakin besar tekanannya

Dalam kehidupan sehari hari  Hukum  Bernoulli  memiliki  penerapan yang beragam yang ada hubungannya dengan aliran fluida, baik aliran zat cair maupun gas. Pada saat kita minum air dengan menggunakan pipet ataupun sedotan, hal tersebut sudah merupakan penerapan dari prinsip hukum Bernoulli. Tidak hanya itu, seekor tikuspun pada saat membuat rumah didalam tanah menggunakan prinsip hukum Bernoulli, dimana pada saat tikus membuat lubang rumahnya kedua lubang berada di ketinggian berbeda. Kemudian ada juga penerapan Hukum Bernoulli dalan kehidupan yaitu gaya angkat pesawat terbang, timbunya gaya angkat ada pesawat tebang disebabkan oleh adanya aliran udara yang melalui sayapnya yang dibentuk sedemikian rupa.

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Giancoli, Douglas C. 2010. Fisika Jilid V (terjemahan). Jakarta: Erlangga.

Hewitt, P.G, (2006). Conceptual Physiscs 10^th ed. St. Petersbug: Pearson Education Edition Microsoft Encarta Premium 2009.

Tipler, P.A (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga. 

https://dokumen.tips/documents/makalah-asas-bernoulli.html. Diakses pada tanggal 17 Desember pada pukul 20.00 WITA

https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/windbag-wonders/. Diakses pada tanggal 17 Desember pada pukul 20.00 WITA