Gambar 11. Lintasan fluida
air pada wadah berlubang
Jika air keluar dari lubang B dengan kelajuan v yang jatuh di titik D, maka terlihat lintasan air dari titik B ke titik D berbentuk parabola. Berdasarkan analisis gerak
parabola, kecepatan awal fluida pada arah mendatar sebesar v
BX
= v=
√
2 g h . Sedangkan kecepatan awal pada saat jatuh sumbu Y merupakan gerak lurus berubah
beraturan GLBB dengan percepatan ay = g. Berdasarkan persamaan jarak
Y =v
0 y
t + 1
2 a
y
t
2
dengan Y = H –h, v0y = 0, dan ay = g
maka Anda peroleh persamaan untuk menghitung waktu yang diperlukan air dari titik B ke titik D sebagai berikut.
Gerak air fluida pada sumbu X merupakan gerak lurus beraturan GLB sehingga berlaku persamaan:
X =v
0 X
t
1. Efek Venturi
Selain teorema Torricelli, persamaan Bernoulli juga bisa diterapkan pada kasus khusus lain yakni ketika fluida mengalir dalam bagian pipa yang ketinggiannya
hampir sama perbedaan ketinggian kecil. Untuk memahami penjelasan ini, amati gambar di bawah.
Pada gambar di atas tampak bahwa ketinggian pipa, baik bagian pipa yang penampangnya besar maupun bagian pipa yang penampangnya kecil, hampir sama
sehingga diangap ketinggian alias h sama. Jika diterapkan pada kasus ini, maka persamaan Bernoulli berubah menjadi :
Ketika fluida melewati bagian pipa yang penampangnya kecil A
2
, maka laju fluida bertambah ingat persamaan kontinuitas. Menurut prinsip Bernoulli, jika
kelajuan fluida bertambah, maka tekanan fluida tersebut menjadi kecil. Jadi tekanan fluida di bagian pipa yang sempit lebih kecil tetapi laju aliran fluida lebih besar.
Ini dikenal dengan julukan efek Venturi dan menujukkan secara kuantitatif bahwa jika laju aliran fluida tinggi, maka tekanan fluida menjadi kecil. Demikian pula
sebaliknya, jika laju aliran fluida rendah maka tekanan fluida menjadi besar.
2. Venturimeter
Penerapan menarik dari efek venturi adalah Venturi Meter. Alat ini dipakai untuk mengukur laju aliran fluida, misalnya menghitung laju aliran air atau minyak yang
mengalir melalui pipa. Terdapat 2 jenis venturi meter, yakni venturi meter tanpa manometer dan venturi meter yang menggunakan manometer yang berisi cairan lain,
seperti air raksa. Prinsip kerjanya sama saja. a. Venturimeter Tanpa Manometer
Gambar di bawah menunjukkan sebuah venturi meter yang digunakan untuk mengukur laju aliran zat cair dalam pipa.
Gambar 12. Venturimeter Tanpa Manometer
Amati gambar di atas. Ketika zat cair melewati bagian pipa yang penampangnya kecil A
2
, laju cairan meningkat. Menurut prinsipnya om Bernoulli, jika laju cairan meningkat, maka tekanan cairan menjadi kecil. Jadi tekanan zat cair pada
penampang besar lebih besar dari tekanan zat cair pada penampang kecil P
1
P
2
. Sebaliknya v
2
v
1.
Sekarang kita oprek persamaan yang digunakan untuk menentukan laju aliran zat cair pada pipa di atas. Kita gunakan persamaan efek venturi yang telah diturunkan
sebelumnya. Ingat ya, kita hendak mencari laju aliran zat cair di penampang besar v
1
. Kita gantikan v
2
pada persamaan 1 dengan v
2
pada persamaan 2.
Dalam pokok bahasan Tekanan Pada Fluida, gurumuda sudah menjelaskan bahwa untuk menghitung tekanan fluida pada suatu kedalaman tertentu, kita bisa
menggunakan persamaan :
Jika perbedaan massa jenis fluida sangat kecil, maka kita bisa menggunakan persamaan ini untuk menentukan perbedaan tekanan pada ketinggian yang
berbeda kalau bingung, baca kembali pembahasan mengenai Tekanan Dalam Fluida — Fluida Statis. Dengan demikian, persamaan a bisa kita oprek menjadi :
Karena zat cair-nya sama maka massa jenisnya juga pasti sama. Kita l enyapkan rho dari persamaan…
Persamaan ini kita gunakan untuk menentukan laju zat cair yang mengalir dalam pipa.
b. Venturimeter Dengan Manometer Pada prinsipnya venturimeter dengan manometer hampir sama dengan
venturimeter tanpa manometer. Hanya saja dalam venturimeter ni ada tabung U yang berisi raksa. Perhatikan Gambar 7.25 Berdasarkan penurunan rumus yang
sama pada venturimeter tanpa anometer, diperoleh kelajuan aliran fluida v1 adalah sebagai berikut.
Gambar 13.
Venturimeter Tanpa Manometer
3. Tabung Pitot
