PENERAPAN ASAS BERNOULLI

1. PENERAPAN ASAS BERNOULLI

2. Prinsip Bernoulli Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalammekanika fluidayang menyatakan bahwa pada suatu aliranfluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaandari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalamsuatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yangsama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernamaDaniel Bernoulli.

3. Hukum Bernoulli Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk  persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressibleflow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow). • Aliran Tak-termampatkan Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk Persamaan Bernoulliuntuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut:

4. di mana: v = kecepatan fluida g =percepatan gravitasi bumi h = ketinggian relatif terhadap suatu referensi p =tekananfluida ᵨ=densitasfluida Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut: •Aliran bersifat tunak (steady state) • Tidak terdapat gesekan (inviscid) Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:

5. Aliran Termampatkan Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besarankerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkanadalah sebagai berikut: Dimana: = energi potensial gravitasi per satuan massa; jika gravitasi konstan maka = entalpifluida per satuan massa Catatan: dimana adalah energi termodinamika per satuanmassa, jugadisebut sebagai energi internalspesifik.

6. Penerapan asas bernoulli pada mesin uap Mesin uap adalah mesin yang menggunakan energi panas dalam uap air danmengubahnya menjadi energi mekanis. Mesin uap digunakandalam pompa,lokomotif dan kapal laut, dan sangat penting dalamRevolusi Industri.

7. Penerapan asas bernoulli pada karburator Karburator adalah sebuah alat yang mencampurudaradanbahan bakar  untuk sebuahmesin pembakaran dalam. Karburator masih digunakan dalammesin kecil dan dalam mobil tua atau khusus seperti yang dirancang untukbalapmobil stock. Kebanyakan mobil yang diproduksi pada awal 1980-an telahmenggunakaninjeksi bahan bakarelektronik terkomputerisasi. Mayoritas motormasih menggunakan karburator dikarenakan lebih ringan dan murah, namunpada 2005sudah banyak model baru diperkenalkan dengan injeksi bahan bakar. Karburator dapat dikelompokan menurut arah aliran udara, barel dan tipe venturi. Tiap-tiapkarburator mengkombinasikan ketiganya dalam desainnya •Arah aliran udara • Aliran turun (downdraft), udara masuk dari bagian atas karburator lalu keluar melalui bagian bawah karburator. • Aliran datar (sidedraft), udara masuk dari sisi samping dan mengalir dengan arahmendatar lalu keluar lewat sisi sebelahnya. • Aliran naik (updraft), kebalikan dari aliran turun, udara masuk dari bawah lalu keluar melalui bagian atas.

8. Barel Barel adalah saluran udara yang didalamnyaterdapat venturi. • Single barel, hanya memiliki satu barel.Umumnya digunakan pada sepeda motor atau mobil dengan kapasitas mesin kecil. • Multi barel, memimiliki lebih dari satu barel(umumnya dua atau empat barel), untuk memenuhi kebutuhan akan aliran udara yanglebih besar terutama untuk mesin dengan kapasitas mesin yang besar.

9. Venturi 1. VenturiTetap, pada tipe ini ukuran venturi selalu tetap. Pedal gas mengatur katupudara yang menentukan besarnya aliran udara yang melewati venturi sehiggamenentukan besarnya tekanan untuk menarik bahan bakar. 2. Venturi bergerak, pada tipe ini pedal gas mengatur besarnya venturi denganmenggunakan piston yang dapat naik-turun sehingga membentuk celah venturi yangdapat berubah-ubah. Naik-turunnya piston venturi ini disertai dengan naik-turunnya needle jet yang mengatur besarnya bahan bakar yang dapat tertarik serta dengan aliranudara. Tipe ini disebut juga "tekanan tetap" karena tekanan udara sebelum memasukiventuri selalu sama.

10. Prinsip Kerja Pada dasarnya karburator bekerja menggunakanPrinsip Bernoulli: semakin cepatudara bergerak maka semakin keciltekanan statis-nya namun makin tinggitekanan dinamis- nya. Pedal gas pada mobil sebenarnya tidak secara langsung mengendalikan besarnya aliran bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar. Pedal gas sebenarnya mengendalikan katupdalam karburator untuk menentukan besarnya aliran udara yang dapat masuk kedalam ruang bakar. Udara bergerak dalam karburator inilah yang memiliki tekanan untuk menarik serta bahan bakar masuk kedalam ruang bakar. Kebanyakan mesin berkarburator hanya memiliki satu buah karburator, namun ada pula yang menggunakan satu karburator untuk tiap silinder yang dimiliki. Bahkan sempat menjadi trend  modifikasi sepeda motor di Indonesia penggunaan multi-carbu(banyak karburator) namun biasanya hal ini hanya digunakan sebagai hiasan saja tanpa ada fungsiteknisnya. Mesin-mesin generasi awal menggunakan karburator aliran keatas (updraft),dimana udara masuk melalui bagian bawah karburator lalu keluar melalui bagian atas.

11. Keuntungan desain ini adalah dapat menghindari terjadinyamesin banjir , karena kelebihan bahan bakar cair akan langsung tumpah keluar karburator dan tidak sampai masuk kedalamintake mainfold; keuntungan lainnya adalah bagian bawah karburator dapat disambungkandengan saluranolisupaya ada sedikit oli yang ikut kedalam aliran udara dan digunakan untuk membasuhfilter udara namun dengan menggunakan filter udara berbahan kertas pembasuhan menggunakan oli ini sudah tidak diperlukan lagi sekarang ini.Mulai akhir 1930-an, karburator aliran kebawah (downdraft) dan aliran kesamping(sidedraft) mulai popouler digunakan untuk otomotif. Penerapan asas bernoulli pada semprotan nyamuk Contoh berlakunya Hukum Bernoulli adalahsemprotan nyamuk. Pada saat udaradipompakan maka udara di atas selang cairanakan bergerak cepat. Akhirnya tekanan udarakecil dan cairan dapat tersedot ke atas.

12. Penerapan asas bernoulli pada kebocoran air Contoh peristiwa yang berlaku Hukum Bernoulli yang lain adalahseperti pada kebocoran air di tangki. Sebuah bejana berisi penuhair. Bejana bocor pada jarak hdi bawah permukaan air. Kecepatanaliran kebocoran air dapat ditentukan dengan Hukum Bernoulli : Tekanan di titik A maupun B sama dengan tekanan udara PA≈ PB= Pu, di titik Akecepatannya dapat dianggap nol vA= 0 karena luas penampangnya jauh lebihbesar disbanding kebocoran dan h = 0. Dari nilai-nilai ini dapat diperoleh :

13. Hukum Bernoulli menyatakan bahwa “semakin besar kecepatan fluida, maka semakin kecil tekanannya.Sebaliknya,semakin kecil kecepatan fluida, maka semakin besar tekanannya”. Hukum Bernoulli tentang aliran dan tekanan udara. Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kelajuan udara yang melalui sayap pesawattersebut, berbeda dengan roket yang terangkat ke atas karena aksi-reaksi antara gas yangdisemburkan roket dengan roket itu sendiri. Roket menyemburkan gas ke belakang (ke bawah), sebagai reaksinya gas mendorong roket ke atas. Jadi roket tetap dapat terangkat keatas meskipun tidak ada udara, pesawat terbang tidak dapat terangkat jika tidak ada udara.Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dari pada bagian depan, dan sisi bagian atas yang lebih melengkung dari pada sisi bagian bawahnya.

14. Gambar di bawah adalah bentuk penampang sayap yang disebut dengan aerofoil. Garis arus pada sisi bagaian atas lebih rapat daripada sisi bagian bawahnya, yang berarti lajualiran udara pada sisi bagian atas pesawat (v2) lebih besar daripada sisi bagian bawah sayap(v1). Sesuai dengan asas Bernoulli, tekanan pada sisi bagian atas pesawat (p2) lebih kecil daripada sisi bagian bawah pesawat(p1) karena laju udara lebih besar. Beda tekanan p1 – p2 menghasilkan gaya angkat sebesar: F1- F2 = (p1 -p2)A , dengan A merupakan luas penampang total sayap jika nilai p1 – p2 dari persamaan gaya angkat diperoleh dengan ρ adalah massa jenis udara.

15. Dua Bersaudara Wilbur Wright dan Oliver Wright penemu pesawat terbang. Pesawat dapat terangkat keatas jika gaya angkat lebih besar daripada berat pesawat, jadiapakah suatu pesawat dapat atau tidak tergantung pada berat pesawat, kelajuan pesawat danukuran sayapnya. Makin besar kecepatan pesawat, makin kecepatan udara dan ini berarti bertambah besar sehingga gaya angkat Jika pesawat telah berada pada ketinggian tertentu dan pilot ingin mempertahankan ketinggiannya (melayang di udara), maka kelajuan pesawatharus diatur sedemikian rupa sehingga gaya angkat sama dengan berat pesawatPenerapan Hukum Bernoulli untuk mendesain pesawat terbangPesawat terbang dirancang sedemikian rupa sehingga hambatan udaranya sekecil mungkin

16. Pesawat pada saat terbang akan menghadapi beberapa hambatan, diantaranya hambatanudara, hambatan karena berat badan pesawat itu sendiri, dan hambatan pada saat menabrak awan. Setelah dilakukan perhitungan dan rancangan yang akurat dan teliti, langkahselanjutnya adalah pemilihan mesin penggerak pesawat yang mampu mengangkat danmendorong badan pesawat.Pada dasarnya, ada empat buah gaya yang bekerja pada sebuah pesawat terbang yang sedangmengangkasa.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 udaraJika pesawat hendak bergerak mendatar dengan suatu percepatan, maka gaya ke depan haruslebih besar daripada gaya hambatan dan gaya angkat harus sama dengan berat pesawat. Jika pesawat hendak menambah ketinggian yang tetap, maka resultan gaya mendatar dan gayavertical harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa gaya ke depan sama dengan gaya hambatandan gaya angkat sama dengan berat pesawat.

17. Adapun jenis-jenis mesin pesawat terbang adalah sebagai berikut:Turbo Propeller Pada awal-awal dioperasikannya pesawat komersial tahun 1950, sistem penggerak yangdigunakan adalah turbo propeller atau yang biasa disebut dengan turboprop, yakni gabunganantara propeller (kipas) untuk menghisap udara masuk ke ruang bakar dengan turbin yangtertutup casing, sedangkan penggunaan mesin turboprop pesawat militer dimulai awal tahun1930. Jenis-jenis mesin pesawat terbangPesawat terbang digerakan oleh sebuah sistem penggerak yang mampu mengangkat danmendorong pesawat ke udara. Pemilihan sistem penggerak didasarkan pada besar kecilnyaukuran pesawat terbang.

18. Awal dioperasikannya pesawat komersial 1950 Turbo Jet. Pengembangan sistem penggerak pesawat terbang mengalami peningkatan yang cukup berarti dengan dikembangkannya mesin turbo jet, di mana propeller yang berfungsi untuk menghisap udara digantikan dengan kompresor bertekanan tinggi yang tertutup casing mesinmenyatu dengan ruang bakar dan turbin pesawat. Dari gambar di bawah terlihat bagian- bagian dari mesin turbo jet, yang terdiri dari air inlet (saluran udara), sirip compressor dansirip stator, saluran bahan bakar (fuel in), ruang pembakaran (combuster), daun turbin dansaluran buang (exhaust).

19. Pesawat berbadan lebar dengan sistim penggerak mesin turboSistem kemudi pesawat terbangSistem kemudi pesawat terbang dipergunakan untuk melakukan manuver. Pada saat pesawatakan berbelok ke arah kanan maka daun kemudi digerakkan ke arah kiri, begitu juga saat pesawat akan bermanuver ke kiri, maka daun kemudi digerakkan ke arah kiri. Bagian belakang pesawat terdapat kemudi yang dirancang secara horizontal dan vertical. Ekor Pesawa terbang untuk Manuver  Pesawat bisa terbang ke segala arah, menanti gerak kemudi pilot. Kalau kemudi diputar kekiri, pesawat akan banking ke kiri. Demikian pula sebaliknya. Gerakan ini ditentukan bilahaileron di kedua ujung sayap utama. Lalu, jika pedal kiri atau kanan diinjak, pesawat akan bergerak maju ke kiri atau ke kanan. Dalam hal ini yang bergerak adalah bilahrudder.Posisinya di belakang sayap tegak (di ekor).Berbeda jika gagang kemudi di tarik atau didorong. Pesawat akan menanjak atau menukik.Penentu gerakan ini adalah bilah kemudi elevator yang terletak di kedua bilah sayap ekor horizontal.

20. Fungsi foil adalah untuk mempermudah pesawat saat melakukan maneuver.

21. Menghitung Kelajuan Cairan dalam Pipa Memakai Venturimeter tanpa Manometer v1: kecepatan fluida pada pipa yang besar satuannya m/s h : beda tinggi cairan pada kedua tabung vertikal satuannya m A1 : luas penampang pipa yang besar satuannya m2 A2 : luas penampang pipa yang kecil (pipa manometer) satuannya m2

22. Menghitung Kelajuan Cairan dalam Pipa memakai Manometer v : kecepatan fluida pada pipa yang besar satuannya m/s h : beda tinggi cairan pada manometer satuannya m A1 : luas penampang pipa yang besar satuannya m2 A2 : luas penampang pipa yang kecil (pipa manometer) satuannya m2 ρ : massa jenis cairan (fluida) yang mengalir pada pipa besar satuannya Kg/m3 ρ’ : massa jenis cairan (fluida) pada manometer satuannya Kg/m3

23. Cara Menghitung Kelajuan Gas dalam Pipa v: kelajuan gas, satuan m/s h: beda tinggi air raksa, satuan m A1: luas penampang pipa yang besar satuannya m2 A2: luas penampang pipa yang kecil (pipa manometer) satuannya m2 ρ :massa jenis gas, satuannya Kg/m3 ρ’: massa jenis cairan pada manometer satuannya Kg/m3

24. Vielen Dank 8 Group ChindiMemi 06 DesyA 08 Fatara Rd 12 Norman Yudho A 21 WisnuPrasetyo W 32 Thank for your attention!!!!!