Akhirnya dengan menyamakan usaha yang dilakukan oleh F1 dan F
2 Akhirnya dengan menyamakan usaha yang dilakukan oleh F1 dan F2
(persamaan (i) dengan terjadinya perubahan energi mekanik (ii) diperoleh
W = EM ∆
(p1 – p2) ∆ V = ∆ m ( v 2 − v 1 ) + ∆ mg ( y 2 − y 1 )
(p1 – p2) =
∆ m Kita tahu bahwa
= ρ , yaitu massa jenis fluida. Dengan demikian, ∆ v
(p1 – p2) = ρ ( v 2 − v 1 ) + ρ g ( y 2 − y 1 )
2 Dengan mengelompokka besaran-besaran yang memiliki indeks yang sama, akhirnya kita peroleh persamaan
p 1 + ρ g y 1 + ρ v 1 = p 2 + ρ g y 2 + ρ v 2 ……. (3.2)
Persamaan inilah yang disebut persamaan Bernoulli. Sama seperti yang pernah dilakukan pada persamaan kontinuitas,
TEKNIK ALAT BERAT _______________________________________ 69
3. prinsip - prinsip dasar hidrolik persamaan Bernoulli dapat kita tuliskan sebagai
1 2 p + ρ g y + ρ v = kons tan
2 Perhatikan bahwa jika kita apliaksikan untuk fluida diam, yaitu v = 0, persamaan diatas menjadi
p +ρ g y = kons tan
Persamaan ini sama dengan persamaan yang telah kita turunkan untuk fluida tak bergerak, yaitu persamaan (2.1).
3.4.4. Aplikasi Persamaan Bernoulli Persamaan Bernoulli banyak diaplikasikan pada kehidupan manusia, mulai yang sederhana sampai yang canggih, mulai dari alat penyemprot obat nyamuk sampai pesawat terbang.
Alat penyemprot Persamaan Bernoulli menyiratkan bahwa untuk fluida yang mengalir dimana perubahan energi potensialnya sangat kecil, misalnya dalam pipa horizontal, tekanan p berkurang ketika kecepatan aliran bertambah. Kita bisa menambah kecepatan fluida dengan cara memperkecil luas penampang dimana fluida mengalir. Semakin cepat kita memperkecil luas penampang, semakin besar penurunan tekanan kita peroleh. Prinsip inilaj yang digunakan dalam berbagai alat penyemprot seperti penyemprot obat nyamuk, pylox, pengharum ruangan, penyemprot parfum, dan geretan korek api dengan bahan bakar bensin.
Gaya angkat sayap pesawat Aerofoil adalah alat yang didesain sedemikian rupa sehingga gerak relatif antara alat ini dengan fluida di sekitarnya menghasilkan gaya yang tegak lurus dengan arah aliran. Contoh aerofoil adalah sayap pesawat terbang dan baling-baling pada turbin.
TEKNIK ALAT BERAT _______________________________________ 70
3. prinsip - prinsip dasar hidrolik
Gambar 3.33 (a) Prinsip sebuah aerofoil, (b) sayap pesawat merupakan sebuah aerofoil
Pada gambar 3.33(a), sebuah aerofoil dibuat sedemikian rupa sehingga aliran fluida pada bagian atas aerofoil lebih cepat dibandingkan aliran fluida pada bagian bawah. Sesuai dengan persamaan Bernoulli, tekanan fluida di bagian atas aerofoil berkurang, sedangkan tekanan fluida di bagian bawah aerofoil bertambah. Perbedaan tekanan ini akan menghasilkan suatu gaya ke atas yang tegak lurus dengan arah aliran fluida. Gaya inilah yang disebut gaya angkat, yang berperan mengangkat pesawat terbang ke atas. Contoh lain dari aerofoil adalah layar pada sebuah kapal laut. Kapal laut dapat bergerak melawan arus karena adanya gaya yang dihasilkan oleh perbedaan tekanan antara bagian luar dan bagian dalam layar, seperti ditunjukkan pada gambar 3.34(a).
Gambar 3.34 Layar pada kapal layar merupakan aerofoil
Aliran udara menyebabkan tekanan pada bagian dalam layar bertambah dan tekanan bagian luar layar berkurang. Akibatnya, muncul gaya pada layar yang tegak lurus dari arah angin bertiup. Gaya pada layar ini bisa kita uraikan menjadi gaya ke depan F dan gaya ke samping S. Bila gaya ke samping kita imbangi, maka total gaya pada kapal adalah ke depan, sehingga kapal bisa bergerak menentang angin.
TEKNIK ALAT BERAT _______________________________________ 71
3. prinsip - prinsip dasar hidrolik
3.4.5. Pengukur kecepatan aliran fluida Alat ini mengukur kecepatan aliran fluida yang melalui pipa, disebut juga flowmeter . Dua jenis diantaranya adalah venturimeter dan tabung pitot.