Hukum Bernoulli: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soalnya

Ilustrasi hukum bernoulli pada kapal selam. Foto: dok tni

Hukum Bernoulli menjelaskan tentang besar kecilnya tekanan fluida beserta proses berkurangnya tekanan tersebut ketika fluida bergerak lebih cepat. Dengan kata lain, Hukum Bernoulli adalah hukum kekekalan energi pada fluida.

Mengutip buku Top Master Fisika SMA/MA Kelas X, XI, XII karya Dhiyaulhaq (2014), ada tiga variabel yang berpengaruh pada Hukum Bernoulli, yaitu tekanan (P), kecepatan (v), dan ketinggian (h). Apabila kecepatan dan ketinggian posisi fluida lebih besar, maka tekanan yang dihasilkan cenderung lebih kecil.

Adapun fluida yang dimaksud dalam Hukum Bernoulli termasuk fluida ideal yang sudah memenuhi karakteristik mengalir dari aliran lunak, garis-garis arus, dan tak kental. Bagaimana penerapan Hukum bernoulli dan cara kerjanya?

Persamaan Hukum Bernouli

Teori Hukum Bernoulli pertama kali ditemukan oleh Daniel Bernoulli pada tahun 1738. Disebutkan dalam buku Sistem Kontrol Elektropneumatik untuk SMK Kelas XI karya Eka Triaryanto, bunyi hukumnya adalah sebagai berikut:

Ilustrasi Kapal Selam contoh fluida. Foto: Penal-9/via ANTARA

Pada kondisi tertentu, jika cairan terpengaruh gravitasi mengalir secara mendatar melewati pipa dengan diameter yang bervariasi, maka total energi pada titik 1 dan titik 2 adalah sama. Hal ini juga berlaku untuk gas jika aliran tidak melebihi 330 m/s.

Secara lengkap, Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah tekanan, energi kinetik per satuan volume, dan energi potensial per satuan volume memiliki nilai yang sama di setiap titik sepanjang aliran fluida ideal. Persamaan matematisnya dapat dituliskan sebagai berikut:

Rumus hukum bernoulli

Nah, agar lebih memahaminya berikut contoh soal tentang persamaan Hukum Bernoulli yang bisa Anda simak:

Contoh Soal

Sebuah penampung air yang cukup besar memiliki ketinggian permukaan air 70 cm dari dasar penampung air. Ternyata penampung air tersebut memiliki lubang pada dasarnya karena sudah termakan usia. Berapa besar kecepatan aliran air pada lubang tersebut?

Diketahui :

h1 = 70 cm = 0,7 m

P1 = P2 ; v1 = 0

ρair = 1000 Kg/m3

g = 10 m/s2

Ditanya: v2 = ?

Penyelesaian:

P1 + 1/2ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv22 + ρgh2

P1 + 0 + ρ.g(0.7m) = P2 + 1/2ρv22 + 0

ρ.g(0.7m) = 1/2ρv22

10.(0.7m) = 1/2v22

v2 = 3,74 m/s

(MSD)