Hukum Bernoulli: Pengertian, Prinsip, Persamaan & Penerapannya

Halo kawan literasi. Bagaimana kabarnya? Kami harap kalian baik-baik saja, ya! Yap, pada kita akan kesempatan kali ini kita masih membahas tentang fluida. Asal kalian tahu, fluida tidak hanya sebatas hukum Archimedes maupun hukum Pascal ya, kawan literasi. Di dalam fluida juga ada yang namanya hukum Bernoulli.

Daftar Isi

Hukum Bernoulli menjelaskan tentang dasar teori kinetik gas dan korelasinya dengan hukum Boyle. Hukum ini juga disebut sebagai hukum kekekalan energi dalam fluid Ngomong-ngomong kalian sudah pernah dengar hukum ini sebelumnya? Kalau belum simak aja penjelasannya di bawah ini!

Sejarah Hukum Bernoulli

Oke, sebelum kita membahas apa itu hukum Bernoulli, ada baiknya kita mengenal sepintas biografi penemu hukum ini. Awal mula berkembangnya hukum ini adalah dari seseorang bernama Daniel Bernoulli. Beliau adalah anak yang terlahir dari keluarga ilmuwan berkebangsaan Swiss pada abad ke 18.

Terlahir dari keluarga yang cerdas, selama hidupnya beliau berdedikasi pada ilmu pengetahuan. Kontribusi Bernoulli ini benar-benar terkenal dalam berbagai bidang disiplin ilmu seperti matematika, fisika dan mekanika fluida. Pada tahun 1715, beliau menempuh pendidikan dasar filosofi dan logika pada usia yang masih belia.

Pengertian Hukum Bernoulli

Selanjutnya kita akan mengenal tentang pengertian dari hukum Bernoulli. Melansir gramedia, bunyi hukumnya sebagai berikut:

“Peningkatan kecepatan aliran dari fluida akan mengakibatkan adanya penurunan tekanan fluida secara bersamaan.”

Bunyi hukum diatas berarti dapat kita simpulkan bahwa ia terjadi karena penurunan energi potensial. Jadi, hukum Bernoulli merupakan fluida dalam komposisi ideal yang memenuhi karakteristik yang mengalir. Hukum ini hanya bisa diterapkan pada zat fluida cair dengan kecepatan tertentu melalui sebuah pipa.

Adapun beberapa asumsi ilmiah yang dipakai dalam hukum Bernoulli, antara lain:

Fluida bersifat incompressible (tidak bisa dimampatkan, sehingga saat ia mengalir massa jenisnya (densitas)akan tetap dan kecepatannya akan berubah seiring dengan luas penampang.
Fluida tidak memiliki inviscid atau viskositas (kekentalan).
Aliran fluida cair tidak mengalami perubahan seiring berjalannya waktu,
Bersifat laminar, tidak ada pusaran atau kendala keluaran aliran fluida.
Energi di dalamnya bersifat kekal meskipun terdapat gesekan atau turbulensi.
Tidak ada energi panas yang terjadi dalam fluida.

Prinsip Hukum Bernoulli

Lantas, kalian akan bertanya bagaimana cara kerja dan prinsip dari hukum Bernoulli? Yap, prinsipnya adalah peningkatan dalam fluida. Peningkatan yang terjadi ini akan memunculkan suatu penurunan terhadap tekanan aliran. Prinsip ini akhirnya dibuatkan sebuah persamaan oleh Daniel Bernoulli. Persamaan yang dibentuk dibagi menjadi dua jenis yaitu aliran fluida terhenti dan tak terhenti.

Persamaan Hukum Bernoulli

Selanjutnya, persamaan hukum Bernoulli ini memiliki korelasi yang kuat dengan tekanan kecepatan, ketinggian antara dua titik poin dengan aliran fluida. Dari penjelasan sebelumnya, berarti hukum Bernoulli didapatkan dari keseimbangan energi mekanik, potensial, dan energi kinetik secara bersamaan. Sehingga munculah persamaan teoritis berikut:

P + ½ρv² + ρgh = konstan

Keterangan

P : tekanan statis fluida di suatu titik dalam fluida.
ρ : massa jenis fluida (kg/m3)
v : kecepatan fluida di titik tersebut. (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s)
h : ketinggian suatu titik tertentu (m).

Rumus Hukum Bernoulli

Selanjutnya, kita akan mengenal tentang rumus hukum Bernoulli yang perlu kalian ketahui.

Aliran Tak Termampatkan

Pertama, adalah rumus untuk mengetahui aliran tak termampatkan dengan karakteristik tidak adanya perubahan pada massa dan densitas dari sebuah fluida. Contohnya seperti air, emulsi, serta semua jenis minyak.

P + ρ . g . h + 1/2ρv² = tetap

Keterangan:

P = tekanan fluida

v = kecepatan fluida (m/s²)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s)

h = ketinggian fluida (m)

ρ= massa jenis fluida (kg/m³)

Aliran Termampatkan

Aliran ini mempunyai ciri-ciri yaitu adanya perubahan pada besaran massa jenis dari aliran fluida. Contohnya seperti gas alam dan udara di sekitar kita.

Berikut adalah rumus aliran termampatkan yang harus kalian ketahui:

\tfrac{v²}{2} + φ + w = tetap

Keterangan:

φ= energi potensial gravitasi per satuan massa atau g . h

w = entalpi fluida per satuan massa

Penerapan Hukum Bernoulli dalam Kehidupan Sehari-Hari

Ilmu fisika tercipta karena memang ilmu tersebut berperan dalam kehidupan manusia. Nah, apa saja penerapan hukum Bernoulli? Simak penjelasannya di bawah ini!

Tangki Air Bocor

Ini adalah contoh yang bisa kita lakukan di rumah. Menguras tangki air yang ada di lantai atas rumah adalah agenda wajib untuk menjaga kualitas air bersih untuk keperluan sehari-hari. Dengan menggunakan persamaan Bernoulli kalian dapat mencari tahu berapa kecepatan air yang keluar dari lubang kecil pada tangki air.

Mengendarai Sepeda Motor

Pernahkah kalian mengendarai sepeda motor kemudian kaos pada sisi belakang ikut menggelembung? Kenapa ya bisa seperti itu, kawan literasi? Ada yang tahu nggak? Rupanya itu adalah contoh penerapan hukum Bernoulli.

Pada peristiwa di atas, kita mengetahui bahwa terjadi perbedaan tekanan udara sehingga membuatnya mendorong baju hingga ke bagian belakang. Akibatnya, kaos bagian belakang akan menggelembung dan terbang ke sana kemari.

Menekan Selang Air

Selanjutnya adalah kegiatan menekan selang air. Apa yang terjadi ketika kalian menekan selang air? Yap, supaya aliran air semakin kencang air yang keluar juga bisa lebih jauh. Semakin kecil luas permukaan atau penampang suatu benda, maka semakin besar tekanan yang dihasilkan.

Pembuluh Darah

Prinsip hukum Bernoulli ini terjadi pada seseorang yang mempunyai kondisi kesehatan tertentu, Ketika seseorang mengidap penyakit stroke maka terjadilah penggumpalan lemak atau plak pada pembuluh darah sehingga darah tidak dapat mengalir dengan lancar. Nah, ketika darah tersebut mengalir di pembuluh darah tersebut maka kecepatannya meningkat sehingga kondisi tersebut jika tidak segera ditangani akan membahayakan kesehatannya.