8 Contoh Soal Hukum Bernoulli Dan Penyelesaiannya Dengan Rumus

Dalam pelaliran Fisika, terdapat beberapa norma nan bakal Anda pelajari saat memtelaah fluida dinamis, salah satunya adalah Hukum Bernoulli.

Hukum ini menjelaskan hubungan antara tekanan, kecepatan aliran, dan ketinggian fluida nan bergerak di sepanjang suatu garis arus. 💧

Agar Anda lebih mudah menguasai materi Fisika kelas 11 SMA nan satu ini, berikut telah Mamikos siapkan 8 contoh soal Hukum Bernoulli komplit dengan rumus dan langkah penyelesaiannya nan bisa dipergunbakal untuk belajar. ✨

Bunyi Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli menyatbakal bahwa ketika kecepatan aliran fluida meningkat, tekanan fluida tersebut justru menurun, begitu pula daya potensialnya. Prinsip ini menjelaskan bahwa dalam aliran fluida ideal, terdapat hubungan tetap antara tekanan, kecepatan, dan ketinggian.

Menariknya, konsep ini dapat diterapkan pada beragam kondisi aliran selama fluida dianggap tidak kental, mengalir secara mantap, serta mengikuti garis arus.

Secara praktis, norma Bernoulli pun banyak digunbakal untuk memahami perilsaya fluida nan bergerak melalui pipa dengan diameter berbeda. Ketika aliran fluida memasuki bagian pipa nan lebih sempit, kecepatannya bertambah sehingga tekanannya menurun.

Prinsip inilah nan mendasari langkah kerja pipa venturi, sprayer parfum, hingga style angkat pada sayap pesawat terbang.

Selain itu dalam penerapannya, norma Bernoulli bekerja berasas beberapa dugaan penting, seperti fluida berkarakter ideal, aliran tidak turbulen, serta tidak terjadi pertukaran daya nan merugikan akibat gesekan.

Persamaan Hukum Bernoulli

Selanjutnya, sebelum mengerjbakal contoh soal norma Bernoulli, kita belajar terlebih dahuu tentang rumusnya, yuk.

Persamaan Bernoulli untuk dua titik (penampang) berbeda dinyatbakal sebagai:

Keterangan:

• P₁ = tekanan di pipa 1 (N/m²)
• P₂ = tekanan di pipa 2 (N/m²)
• ρ₁ = massa jenis fluida pada pipa 1 (kg/m³)
• ρ₂ = massa jenis fluida pada pipa 2 (kg/m³)
• v₁ = kecepatan fluida di pipa 1 (m/s)
• v₂ = kecepatan fluida di pipa 2 (m/s)
• h₁ = ketinggian penampang pipa 1 dari titik referensi (m)
• h₂ = ketinggian penampang pipa 2 dari titik referensi (m)
• g = percepatan gravitasi (m/s²)

Catatan:

Untuk satu jenis fluida nan sama di kedua titik biasanya . Persamaan lampau disederhanbakal menjadi:

Jika mau mencari satu besaran , pindahkan suku-suku lain ke satu sisi dan selesaikan aljabar secara langsung:

Persamaan ini berlsaya untuk aliran ideal (tak kental, steady, sepanjang garis alir). Untuk aliran nyata, perlu diperhitungkan rugi-rugi akibat gesekan dan daya nan masuk/keluar sistem.

Rumus inilah nan kemudian dipakai untuk menghitung selisih tekanan, perubahan kecepatan aliran, maupun perbedaan ketinggian fluida pada dua titik berbeda.

Contoh Soal Hukum Bernoulli dan Penyelesaiannya

Setelah tadi kita belajar tentang bunyi norma Bernoulli dan rumus-rumusnya, di bagian ini Mamikos bakal mengajakmu untuk mengimplementasikan ke dalam contoh soalnya.

Jangan khawatir, ya, lantaran 8 contoh soal norma Bernoulli di bawah ini sudah dilengkapi dengan penyelesaiannya nan mudah untuk dipahami.

1. Pipa besar berada pada ketinggian 4 m dari tanah, sedangkan pipa mini berada pada ketinggian 1 m. Kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 20 m/s dengan tekanan . Tekanan air pada pipa mini adalah . Berapakah kecepatan aliran air pada pipa mini tersebut?
(massa jenis air = ( ); percepatan gravitasi = ( )

Pembahasan:

Ketinggian pipa besar:
Ketinggian pipa kecil:
Kecepatan aliran air pada pipa besar:
Tekanan pipa besar:
Tekanan pipa kecil:
Massa jenis air:

Gunbakal persamaan Bernoulli:

Substitusi:

Hitung tiap bagian:

Sehingga:

Jawaban: Kecepatan air pada pipa mini adalah

2. Kecepatan udara di atas sayap pesawat adalah 90 m/s dan di bawah sayap 60 m/s. Jika massa jenis udara 1 kg/m³ dan luas sayap pesawat 6 m², hitung besar style angkat pesawat!

Pembahasan:

Diketahui:
Kecepatan bawah:
Kecepatan atas:
Massa jenis udara:
Luas sayap:

Rumus style angkat (selisih tekanan):

Hitung:

Selisih = (8100 – 3600 = 4500)

Hitung gaya:

Jawaban: Gaya angkat pesawat adalah .

3. Pada sebuah model terowongan angin, kecepatan aliran udara di atas permukaan sayap adalah 100 m/s, sedangkan kecepatan udara di bagian bawah sayap adalah 70 m/s. Jika massa jenis udara 1,1 kg/m³ dan luas penampang sayap 4 m², hitunglah besar style angkat nan terjadi pada sayap tersebut.

Pembahasan

Diketahui:
Kecepatan bawah:
Kecepatan atas:
Massa jenis udara:
Luas sayap:

Rumus selisih tekanan:

Hitung:

Selisih = (10000 – 4900 = 5100)

Gaya angkat:

Jawaban: Gaya angkat nan dihasilkan adalah .

4. Kecepatan udara di atas sayap drone adalah 50 m/s, sedangkan di bawah sayap 30 m/s. Jika massa jenis udara 1 kg/m³ dan luas sayap 2 m², hitung style angkat nan dihasilkan!

Pembahasan

Diketahui:
V1 = 30 m/s
V2 = 50 m/s

Gunakan:

Hitung:

Selisih = 2500 – 900 = 1600

Maka:

Jawaban: Gaya angkatnya adalah 1600 N

Contoh Soal Hukum Bernoulli dan Penyelesaiannya

5. Pada model terowongan angin, kecepatan udara di atas sayap miniatur adalah 120 m/s dan kecepatan di bawahnya 80 m/s. Jika massa jenis udara 1,2 kg/m³ dan luas permukaan sayap 3 m², tentukan style angkatnya!

Pembahasan:

Diketahui:

Hitung:

Jawaban: Gaya angkatnya adalah 14400 N.

6. Aliran air dalam pipa mempunyai ketinggian pipa besar 12 m dan pipa mini 2 m. Tekanan pada pipa besar adalah dan pada pipa mini Pa. Kecepatan air pada pipa besar adalah 20 m/s. Tentukan kecepatan aliran air pada pipa kecil!

(massa jenis air = 1000 kg/m³; g = 10 m/s²)

Pembahasan:

Diketahui:

Gunbakal persamaan Bernoulli:

Hitung tiap komponen:

= 200000\]

Substitusi:

Jawaban: Jadi kecepatan aliran air pada pipa mini adalah 40 m/s.

7. Pada suatu pesawat kecil, kecepatan udara di atas sayap adalah 100 m/s, sedangkan di bawah sayap 60 m/s. Jika massa jenis udara 1 kg/m³ dan luas sayap 5 m², tentukan besar style angkat nan terjadi!

Pembahasan:

Diketahui:

Rumus:

Hitung:

Jawaban: Maka besar style angkat nan terjadi adalah 16000 N.

8. Pada pipa venturi, kecepatan air di bagian besar adalah 10 m/s dan di bagian sempit 30 m/s. Jika massa jenis air 1000 kg/m³ dan ketinggian pipa sama, tekanan di bagian besar adalah . Tentukan tekanan di bagian sempit!

Pembahasan:

Diketahui:

Gunbakal Bernoulli:

Hitung:

Substitusi:

Jawaban: Tekanan di bagian sempit tersebut adalah 100000 Pa

Penutup

Nah, sampai di sini dulu, ya, waktu belajar berbareng Mamikos menggunbakal contoh soal norma Bernoulli dan penyelesaiannya lengkap.

Selanjutnya, jika Anda mau belajar tentang mapel lain, jangan lupa berjamu ke blog Mamikos dan dapatkan tulisan berfaedah seputar materi hingga contoh soal. 🌺

Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:

Kost Dekat UGM Jogja

Kost Dekat UNPAD Jatinangor

Kost Dekat UNDIP Semarang

Kost Dekat UI Depok

Kost Dekat UB Malang

Kost Dekat Unnes Semarang

Kost Dekat UMY Jogja

Kost Dekat UNY Jogja

Kost Dekat UNS Solo

Kost Dekat ITB Bandung

Kost Dekat UMS Solo

Kost Dekat ITS Surabaya

Kost Dekat Unesa Surabaya

Kost Dekat UNAIR Surabaya

Kost Dekat UIN Jakarta