MAKALAH FISIKA
PENERAPAN HUKUM BERNOULLI DALAM KEHIDUPANSEHARI-HARI
“Sayap Pesawat Terbang”
OLEH :
ERNAYANTI
KELAS : XI.IA.1
NIS : 3084
SMAN 1 LILIRILAU
TAHUN PELAJARAN 2013/2014
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam ilmu fisika, dikenal salah satu konsep mengenai mekanika fluida atau secara sederhana dapat dikatakan sebagai konsep yang membahas gerak (aliran) zat cair dan gas. Pada konsep mekanika fluida terdapat salah satu hukum (konsep dasar) yang dikenal dengan nama hukum Bernoulli .
Hukum Bernoulli menyatakan bahwa semakin besar kecepatan fluida, maka semakin kecil tekanannya. Sebaliknya, semakin kecil kecepatan fluida, maka semakin besar tekanannya.
Anda tentu sering melihat pesawat terbang mengangkasa di udara. Mengapa pesawat yang terbuat dari logam yang amat berat dapat terbang di angkasa? . tentu jika di pikir secara logika, itu adalah hal yang mustahil. Atau mungkin ada yang berpikir itu karena mesin pesawat tapi pada dasarnya sayaplah yang dapat membuat pesawat terbang mesin hanya mendorong.
Karena sayap pesawat tersebutlah hingga pesawat yang berton-ton beratnya dapat terbang . sayap pesawat menggunakan prinsip kerja hukum bernoulli agar dapat menerbangkan badan pesawat yang berat. Untuk lebih jelasnya akan dibahas dalam makalah ini.
B. Rumusan Masalah
1.Bagaimana konsep hukum bernoulli ?
2.Bagaimana penerapan hukum bernoulli sehingga pesawat dapat terbang ?
C. Tujuan
1. Megetahui konsep hukum bernoulli
2. Megetahu penerapah hukum bernoulli pada pesawat terbang
BAB II
PEMBAHASAN
A. Konsep Kerja Hukum Bernoulli
Dalam prinsip bernoulli kita bisa menemukan bahwa fluida yang mengalir lebih cepat akan menyebabkan penurunan tekanan pada fluida tersebut. Pada model moncong pesawat terbang, sengaja di desain agar ketika udara manabrak moncong tersebut akan menyebabkan aliran udara yang melalui bagian atas pesawat lebih cepat dari pada yang melewati bagian bawah sayap pesawat terbang.
Gambar: perbedaan kecepatan aliran pada sayap pesawat terbang
Seperti yang telah dinyatakan oleh bernoulli, perbedaan kecepatan ini selanjutnya mengakibatkan tekanan udara pada bagian bawah sayap akan lebih besar daripada tekanan dari bagian atas sayap pesawat terbang. Perbedaan tekanan inilah yang menghasilkan gaya angkat pada pesawat terbang.
Tinjau dengan hukum Bernoulli :
· Laju aliran udara pada sisi atas pesawat (v2) lebih beswar di banding laju aliran udara pada sisi bawah pesawat (v1). Maka sesuai dengan azas Bernoulli, maka tekanan udara pada sisi bawah pesawat (p1) lebih besat dari tekanan udara pada sisi atas pesawat (p2).
· Syarat agar pesawat bisa terangkat, maka gaya angkat pesawat (Fa) harus lebih besar dari gaya berat (W=mg), Fa > mg. Ketika sudah mencapai ketinggian tertentu, untuk mempertahankan ketinggian pesawat, maka harus diatur sedemikian sehingga :
Fa = mg.
· Jika pesawat ingin begerak mendatar dengan percepatan tertentu, maka : gaya dorong harus lebih besar dari gaya hambat (fd > fg), dan gaya angkat harus sama dengan gaya berat, (Fa=mg).
· Jika pesawat ingin naik/menambah ketinggian yang tetap, maka gaya dorng harus sama dengan gaya abat (fd = fg), dan gaya angkat harus lebih besar dari gaya berat (Fa=mg).
B. Penerapan Konsep hukum bernoulli pada sayap pesawat terbang
Gaya angkat pada sayap pesawat terbang dengan menggunakan persamaan bernoulli.
Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian yang atas lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Bentuk ini menyebabkan aliran udara di bagian atas lebih besar daripada di bagian bawah (v2 > v1).
Dari persamaan Bernoulli kita dapatkan :
P1 + ½ r.v12 + r g h1 = P2 + ½ r.v22 + r g h2
Ketinggian kedua sayap dapat dianggap sama (h1 = h2), sehingga r g h1 = r g h2.
Dan persamaan di atas dapat ditulis :
P1 + ½ r.v12 = P2 + ½ r.v22
P1 – P2 = ½ r.v22 - ½ r.v12
P1 – P2 = ½ r(v22 – v12)
Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa v2 > v1 kita dapatkan P1> P2 untuk luas penampang sayap F1 = P1 . A dan F2 = P2 . A dan kita dapatkan bahwa F1 > F2. Beda gaya pada bagian bawah dan bagian atas (F1 – F2) menghasilkan gaya angkat pada pesawat terbang. Jadi, gaya angkat pesawat terbang dirumuskan sebagai :
F1 – F2 = ½ r A(v22 – v12)
Dengan r = massa jenis udara (kg/m3)
Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa pesawat terbang dapat terangkat ke atas jika gaya angkat pesawat lebih besar daripada berat pesawat. Jadi, apakah suatu pesawat dapat terbang atau tidak tergantung dari berat pesawat, kelajuan pesawat, dan ukuran sayapnya. Makin besar kecepatan pesawat, makin besar kecepatan udara, dan ini berarti gaya angkat pesawat makin besar. Demikian pula, makin besar ukuran sayap, semakin besar pula gaya angkatnya.
Supaya pesawat dapat terangkat, gaya angkat harus lebih besar daripada berat pesawat ( F1 - F2 > mg ). jika telah berada pada ketingian tertentu dan pilot ingin mempertahankan ketingianya ( melayang di udara), maka kelajuan pesawat harus diatur sedemikian rupa sehingga gaya angkat sama dengan gaya berat pesawat ( F1 - F2 = mg ).
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Hukum Bernoulli menyatakan bahwa semakin besar kecepatan fluida, maka semakin kecil tekanannya. Sebaliknya, semakin kecil kecepatan fluida, maka semakin besar tekanannya.
Pada sayap pesawat terbang menggunakan konsep bernoulli sehingga pesawat tersebut dapat tebang mengangkasa
B. Saran
1. Usahakan gaya angkat pesawat lebih besar daripada berat pesawat.
2. Ada baiknya kita mempelajari konsep bernoulli agar lebih memahami bagaimana cara pesawat yang sangat berat dapat terbang .
DAFTAR PUSTAKA
http://yusufhaidaralismasa.blogspot.com/2011/11/penerapan-asas-bernoulli-dalam.html
http://sienceengineering.blogspot.com/2012/10/hukum-bernoulli.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar