Ketika belajar fisika di SMA, para siswa pasti mengetahui tentang Prinsip Bernoulli. Prinsip ini dinamakan menurut nama Daniel Bernoulli (8 Februari 1700-27 Maret 1782), seorang  matematikawan dan fisikawan Swiss yang merupakan salah satu dari banyak matematikawan terkemuka dalam keluarga Bernoulli dari Basel.
Bernoulli terutama dikenang karena aplikasi matematikanya pada mekanika fluida dan karena karya rintisannya dalam probabilitas dan statistik. Prinsip Bernoulli adalah contoh khusus dari konservasi energi, yang menguraikan tentang matematika dari mekanisme yang mendasari pengoperasian dua teknologi penting abad ke-20, yaitu karburator dan sayap pesawat.
Prinsip Bernoulli yang pertama kali dikemukakan pada 1726 itu berbunyi:
Dalam suatu aliran udara atau air, tekanan besar jika kecepatan kecil dan sebaliknya. Dengan kata lain: Tekanan berbanding terbalik dengan kecepatan.
Catatan:
Tidak seperti artikel-artikel saya sebelumnya yang menghilangkan nomor gambar dan menggantinya dengan "gambar di atas" atau "gambar di bawah," karena pembahasan tentang Prinsip Bernoulli menggunakan banyak gambar, maka saya mempertahankan penomoran gambar-gambar tersebut sesuai dengan yang tertera dalam buku Physics for Entertainment, Jilid 2.
Gambar 67 mengilustrasikan tentang Prinsip Bernoulli.
Ilustrasi prinsip Bernoulli (Gambar 67). Dalam "leher botol" (a) dari tabung AB, tekanan lebih kecil daripada di bagian yang lebih lebar (b).Â
Udara dihembuskan melalui tabung AB. Kecepatan udara sangat besar dalam "leher botol," tapi lebih kecil di bagian yang lebih lebar b. Dimana kecepatan udara besar, tekanannya kecil dan sebaliknya. Karena tekanan yang lebih rendah pada titik a, maka cairan dalam tabung C naik, sedangkan peningkatan tekanan di titik b memaksa turun zat cair dalam tabung D.
Pada Gambar 68, tabung T dipasang pada cakram DD; udara dihembuskan melalui T dan lebih jauh melewati cakram dd yang tidak diketatkan. Udara di antara kedua cakram memiliki kecepatan yang besar yang dengan cepat berkurang ketika semakin dekat ke tepi, karena penampang aliran udara bertambah besar dengan cepat dan karena inersia udara yang mengalir keluar dari celah di antara cakram-cakram harus diatasi.
Namun, karena tekanan yang diberikan oleh udara di sekitar cakram besar karena kecepatannya kecil, sedangkan, sebaliknya, tekanan yang diberikan oleh udara di antara cakram-cakram kecil, karena kecepatannya besar, maka udara luar yang tekanannya lebih besar merapatkan cakram-cakram sama dengan intensitas yang lebih kuat, udara yang dihembuskan melalui T semakin intensif.
Gambar 69 praktis identik dengan Gambar 68, tapi isinya adalah air. Air yang bergerak cepat di atas cakram DD mempertahankan ketinggian yang lebih rendah, naik ke ketinggian yang lebih tinggi dari air tenang di dalam tangki hanya ketika menindih cakram. Dengan demikian air yang tenang memberikan tekanan yang lebih besar dari air yang bergerak di atas cakram, dan akibatnya cakram naik. (Posisi cakram dipertahankan oleh batang P.)
Gambar 70 menunjukkan sebuah bola empulur kecil (small pith ball) yang mengambang dalam semburan udara. Udara mendorong bola dan mencegahnya jatuh. Sementara itu, jika bola bergerak ke samping, udara luar yang tekanannya lebih besar karena kecepatannya lebih kecil akan mengembalikan bola ke semburan.
Gambar 71 menunjukkan dua kapal di jalur paralel di air yang tenang, atau diam di air yang mengalir.
Di antara kapal-kapal tersebut, kecepatan aliran yang lebih sempit lebih besar daripada air di luar dan, akibatnya, tekanan yang diberikan oleh air di tempat ini lebih kecil, dengan akibat berupa tekanan yang lebih besar dari air luar yang memaksa kedua kapal untuk saling menarik. Ini adalah sebuah fenomenon yang dikenal oleh para pelaut.
Gambar 72 menunjukkan keadaan yang lebih serius ketika satu kapal berada sedikit di depan kapal lainnya. Kedua gaya F dan F menyebabkan kapal-kapal bergerak bersama, mencoba membelokkannya, dengan B membelok ke arah A dengan gaya yang cukup besar. Tabrakan tak terhindarkan karena gerakan ini terlalu cepat bagi juru mudi untuk mengubah arah.
Fenomena pada Gambar 71 juga bisa ditunjukkan dengan meniupkan udara di antara dua bola karet ringan yang digantung seperti pada Gambar 73. Ketika ini dilakukan, bola-bola tersebut berayun hingga bersentuhan.
Kepustakaan:
1. Perelman, Y., Physics for Entertainment, Book 2, Shkarovsky, A. (Transl.), Foreign Language Publishing House, Moscow, 1936.
2. Diary Johan Japardi
3. Berbagai sumber daring.
Jonggol, 1 Agustus 2021
Johan Japardi
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
