Dokumen ini menjelaskan penerapan Hukum Bernoulli dalam beberapa alat ukur aliran cairan dan gas seperti venturimeter, tabung Pitot, dan sayap pesawat terbang. Hukum ini digunakan untuk menghitung kecepatan aliran, beda tekanan, dan gaya angkat berdasarkan luas penampang, ketinggian zat cair, dan kecepatan aliran. Contoh soal juga diberikan beserta penyelesaiannya untuk memahami penerapan

1. Lembar Bacaan
Penerapan Hukum Bernoulli
Penerapan Hukum Bernoulli
1. Venturimeter
Venturi meter merupakan alat yang dipasang dalam suatu pipa aliran untuk mengukur laju aliran suatu
zat cair. Terdapat dua jenis venturimeter yaitu venturimeter tanpa manometer, dan venturimeter
dengan manometer.
a. Venturimeter dengan manometer
Gambar 1. Venturimeter
Dengan menggunakan persamaan Bernoulli maka
P1 + ½ = P2 + ½ ...(1)
Karena h1 = h2 maka
P1 + ½ = P2 + ½
P1 – P2 = ½ ...(2)
Selisih tekanan di titik 1 dan 2 sama dengan tekanan hidrostatis zat cair setinggi h, yaitu
...(3)
Dengan demikian
= ½
...(4)
Dengan demikian kelajuan di masing-masing titik dirumuskan dengan
atau …(4a)
…(4b)
Dengan menggunakan persamaan kontinuitas diperoleh
dan ...(5)
...(6)
Dengan :
v1 dan v2 = kelajuan di penampang 1 dan 2
A1 dan A2 = luas penampang 1 dan 2
h = tinggi fluida pada pipa
b. Venturimeter dengan manometer
Gambar 2. Venturimeter dengan manometer
Dengan menggunakan persamaan Bernoulli maka
P1 + ½ = P2 + ½
Karena h1 = h2 maka
P1 + ½ = P2 + ½
P1 – P2 = ½
Menurut persamaan kontinuitas , sehingga
P1 – P2 = ½ ...(7)
Pada manometer, tekanan di titik Q = P1 + tekanan hidrostatis zat cair setinggi l
PQ = P1 +

2. Dan di titik R = P2 + tekanan hidrostatis zat cair setinggi l-h
PR = P2 +
Karena titik Q dan titik R terletak pada tinggi yang sama dari dasar manometer maka PQ = PR,
sehingga
P1-P2 = ( ...(8)
Dengan mensubstitusikan persamaan 7 ke persamaan 8 diperoleh
…(9)
Dengan cara yang sama diperoleh
…(10)
Dengan :
v1 dan v2 = kelajuan di penampang 1 dan 2 (m/s)
A1 dan A2 = luas penampang 1 dan 2 (m2
)
h = tinggi fluida pada manometer (m)
ρ = massa jenis gas yang mengalir (kg/m3
)
ρ’ = massa jenis zat cair pada manometer (kg/m3
)
2. Tabung Pitot
Tabung pitot merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran suatu gas.
Gambar 3. Tabung Pitot
Gas mengalir dekat lubang a. Lubang ini sejajar dengan arah aliran dan dipasang cukup jauh dari
ujung tabung hingga kecepatan dan tekanan fluida di tempat ini mempunyai nilai seperti halnya
dengan aliran bebas. Tekanan dalam lengan kiri dari manometer haruslah sama dengan tekanan dalam
aliran gas yaitu Pa. Lubang dari lengan kanan manometer tegak lurus terhadap arus. Kecepatan di titik
b menjadi nol dan pada titik ini gas berada dalam keadaan diam. Tekanan di titik b adalah Pb.
Persamaan Bernoulli memberikan hubungan :
Pa + ½ = Pb + ½
karena ha = hb dan vb = 0 maka
Pa + ½ ρva
2
= Pb
Pb – Pa = ½ ρ va
2
…(11)
misalkan massa jenis zat cair di manometer adalah ρ’ maka beda tekanan pada titik a dan b
merupakan tekanan hidrostatis pada manometer sehingga
Pb – Pa = ρgh …(12)
dari persamaan 11 dan 12 diperoleh
va
2
=
…(13)
Dengan
va = kelajuan aliran gas (m/s)
ρ = massa jenis gas (kg/m3
)
ρ’ = massa jenis zat cair di manometer (kg/m3
)
h = ketinggian zat cair di manometer (m)
3. Gaya Angkat pada Sayap Pesawat Terbang
Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena adanya kelajuan udara yang melalui sayap
pesawat. Pesawat dapat terbang sesuai dengan Hukum Bernoulli. Untuk dapat terbang pesawat di
desain agar kelajuan udara yang mengalir di bawah sayap lebih kecil dari pada kelajuan udara yang
mengalir di atas sayap. Akibat, tekanan udara di bawah sayap lebih besar daripada di bagian atas
va =

3. sayap. Perbedaan tekanan inilah yang menyebabkan pesawat terangkat. Pesawat akan terangkat jika
gaya angkat lebih besar dari pada berat pesawat.
Gambar 4. Gaya angkat pada sayap pesawat terbang
Besar gaya angkat dirumuskan menggunakan hukum Bernoulli
P1 + ½ = P2 + ½
Karena h1 = h2 maka
P1 + ½ = P2 + ½
P1 – P2 = ½
Sehingga besarnya gaya angkat adalah
…(14)
dengan
F1-F2 = Gaya angkat (N)
ρ = massa jenis udara (kg/m3
)
A = Luas Sayap (m2
)
v1 = kelajuan udara di bawah sayap (m/s)
v2 = kelajuan udara di atas sayap (m/s)
Selain contoh-contoh diatas Hukum Bernoulli juga diterapkan pada alat penyemprot Parfum, alat
peyemprot serangga, dan Vacuum Cleaner.
Contoh Soal
1. Air mengalir dalam venturimeter seperti pada gambar.
Pada penampang 1 kelajuan air = 3m/s. Jika g = 10 m/s, maka hitunglah kelajuan air di penampang 2
(ρair = 1000 kg/m3
)!
2. Air mengalir dalam sebuah venturimeter. Luas penampang 1 adalah 100 cm2
dan luas penampang 2
adalah 10 cm2
. Jika perbedaan tinggi raksa pada manometer 3 cm, maka hitunglah kelajuan air yang
masuk pada penampang 1!
3. Jika udara (ρudara = 1,29 kg/m3
) dialirkan ke dalam tabung pitot dan perbedaan tinggi air raksa (ρraksa =
13600 kg/m3
) pada manometer 3 cm. Hitunglah keajuan aliran udara tersebut!
4. Jika kelajuan aliran udara di bagian bawah sayap pesawat adalah 60 m/s, dan beda tekanan di atas dan
dibawah pesawat adalah 10 N/m2
. Hitunglah kelajuan aliran udara di bagian atas sayap!
Jawaban :
1. Diketahui : v1 = 3 m/s
h = 15 cm = 0,15 m
g = 10 m/s
ρair = 1000 kg/m3
Ditanya : v2 = ?
Jawab : v2 =
=
= = m/s
Jadi, kecepatan air di penampang 2 adalah m/s
2. Diketahui : A1 = 100 cm2
= 10-2
m2

4. A2 = 10 cm2
= 10-3
m2
h = 3 cm = 3.10-2
m2
ρair = 103
kg/m3
ρraksa = 1,36 x 104
kg/m3
g = 9,8 m/s2
Ditanya : v1 = ?
Jawab:
= 10-3
= 10-3
= 0,273 m/s
Jadi kelajuan air yang masuk adalah 0,273 m/s
3. Diketahui : h = 3 cm = 0,03 m2
ρair = 1,29 kg/m3
ρraksa = 13600 kg/m3
g = 9,8 m/s2
Ditanya : kelajuan aliran udara (va)
Jawab :
va =
= = 78,73 m/s
jadi, kelajuan aliran udara adalah 78,73 m/s
4. Diketahui : v1 = 60 m/s
P1 – P2 = 10 N/m
ρudara = 1,29 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya : Kecepatan aliran udara di bagian bawah sayap (v2)
Jawab :
P1 – P2 = ½
10 = ½
v2 = = 60,13 m/s
Jadi, kelajuan aliran udara di bagian bawah sayap adalah 60,13 m/s
Soal Latihan
1. Air mengalir dalam venturimeter seperti gambar.
Penampang 1 berdiameter 18 cm dan penampang 2 berdiameter 9 cm. Jika beda ketinggian zat cair
dalam tabung 1 dan 2 adalah 10 cm, maka hitunglah kecepatan aliran air pada penampang 1 dan 2!
2. Udara mengalir horizontal melalui sayap pesawat terbang sehingga kecepatan di bagian atas sayap 40
m/s dan dibagian bawah sayap 30 m/s. Jika massa pesawat terbang 300 kg dan luas penampang sayap
5 m2
, maka hitunglah besar gaya resultan pa