The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.

penerapan Asas Bernoulli pada teknologi di kehidupan sehari-hari

Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by auliamaftuhah12, 2021-05-24 05:12:31

Materi Ajar pertemuan 3

penerapan Asas Bernoulli pada teknologi di kehidupan sehari-hari

Kami ucapkan puji syukur kepada Tuhan yang Maha Kuasa dan Maha Kasih, yang telah memberkati
kita semua sehingga Modul Fluida Dinamis ini dapat diselesaikan dengan baik dan dapat digunakan
oleh peserta didik dalam proses pembelajaran. Secara keseluruhan Modul Fluida Dinamis ini terdiri
dari 3 Kegiatan Belajar atau Sub Materi yaitu: (1) debit aliran serta persamaan Kontinuitas, (2)
Menerapkan persamaan kontinuitas dan debit dalam teknologi di kehidupan sehari-hari,
pemahaman konsep Azas Bernoulli (3) Bernouli dalam Kehidupan sehari hari (Tangki air
berlubang, pipa venturimeter, tabung pitot dan sayap pesawat terbang)
Modul ini diperuntukkan bagi para peserta didik untuk mempelajari materi Fluida Dinamis.
Harapan kami bahwa para peserta didik dapat sungguh-sungguh menguasai materi modul ini
sehingga nantinya peserta didik dapat menguasai materi Fluida Dinamis yang dipelajari
dengan benar. Dengan bantuan yang tepat itu diharapkan nantinya akan banyak peserta didik
yang tertarik dan senang untuk menekuni bidang fisika lebih lanjut. Semoga modul ini dapat
membantu kemajuan peserta didik dalam mempelajari materi fisika dan akhirnya juga ikut
membantu perkembangan pendidikan di Indonesia terutama dalam bidang fisika.
Akhirnya kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu
terselesainya penyusunan modul dan pirantinya ini.

Penyusun,

Aulia Maftuhah,S.Pd

ii PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

KEGIATAN PEMBELAJARAN 3
PENERAPAN HUKUM BERNOULI DALAM TEKNOLOGI

A. Tujuan Pembelajaran

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK

Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi
3.4 Menerapkan prinsip fluida
3.4.1 Menerapkan Azas Bernoulli dalam teknologi di
dinamik dalam teknologi.
kehidupan sehari-hari.
4.1 Membuat dan menguji proyek
sederhana yang menerapkan 3.4.2 Menganalisis cara kerja alat yang menerapkan
prinsip dinamika fluida
asas Bernoulli dalam kehidupan sehari-hari

3.4.3 Menganalisis persamaanBernoulli pada Torricelli

4.1.1 Menyajikan data hasil percobaan alat yang
4.1.2 menerapkan Azaz Bernolli pada Toricelli
Membuktikan hasil percobaan tersebut dengan
konsep Asas Bernoulli

Tujuan Pembelajaran:

1. Melalui kegiatan tanya jawab dan diskusi bersama guru, peserta didik secara kritis
kreatif dapat menerapkan Azas Bernoulli dalam teknologi di kehidupan sehari-hari
dengan benar.

2. Melalui kegiatan tanya jawab dan diskusi bersama guru, peserta didik secara kritis
kreatif dapat menganalisis cara kerja alat yang menerapkan asas Bernoulli dengan benar

3. Melalui kegiatan demonstrasi virtual, peserta didik secara komunikatif dapat menyajikan
data hasil percobaan alat yang menerapkan zaz Bernolli pada Toricelli dengan
mengembangkan sikap penuh tangung jawab dan mandiridab tepat.

B. Urain Materi

Gambar 3.1 pesawat terbang
Sumber: https://infosurabaya.id/wp-content/uploads/2020/05/Bagaimana-Pesawat-

Bisa-Terbang.jpg

Gambar 3.2 penyemprot nyamuk
2 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

Dari gambar dia atas apa yang kalian
pikirkan? Pesawat dan botol
penyemprot, merupakan contoh dari
penerapan azas Bernoulli
Ayo cari contoh lain di lingkungan
sekitar?

1. Penerapan Azas Bernoulli dalam kehidupan sehari-hari

a. Venturimeter

Gambar 3.3 venturimeter
Sumber : https://byjus.com dan https://www.mechanicalbooster.com
Venturi meter merupakan sebuah alat untuk mengukur laju fluida yang mengalir
dalam sebuah pipa. Dengan membandingkan perbedaan ketinggian dari tiap diameter
dapat diketahui laju aliran fluida. Venturimeter banyak digunakan di industri
perusahaan cair minum (PDAM), pertambangan, bahkan di kedokteran untuk
3 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

mengukur laju aliran darah di pembuluh arteri.
Venturimeter ada 2 jenis:
1. Venturimeter tanpa manometer

Didapatkan persamaan:

2. Ventirimeter dengan manometer

Bila venturimeter dilengkapi dengan manometer (pipa U yang berisi zat cair lain, maka
4 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

kecepatan fluida ditentukan dengan persamaan:

b. Teorema Torricelli

Persamaan yang di dapatkan adalah:
Keterangan :
v = kecepatan aliran air (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h= kedalaman air yang di hitung dari permukaan ke tempat lubang bocor
t = waktu yang diperlukan air keluar dari lubang

5 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

c. Semprotan nyamuk

Gambar 3.4. Semprotan Obat Nyamuk
Sumber: https://motogokil.com

Semprotan anti nyamuk memanfaatkan azas bernoulli sebagai dasar pembuatannya.
Saat pompa udara ditekan udara berhembus kencang lewat di atas mulut pipa yang
terhubung ke cairan anti nyamuk. Cepatnya laju udara diatas mulut pipa (v1)
menyebabkan tekanan udara disekeliling mulut pipa menurun (P1), namun karena
kecepatan udara di atas lubang penutup (v2) lebih rendah dari v1, akibatnya tekanan
udara di atas permukaan cairan anti nyamuk (P2) lebih besar dari P1. Dampaknya
tekanan udara di atas cairan memaksa cairan untuk masuk melalui pipa dari bagian
bawah menuju ke atas ke tempat udara kencang berhembus.
d. Gaya Angkat Pesawat terbang
Pembahasan gaya angkat pada sayap pesawat terbang dengan menggunakan
persamaan Bernoulli dianggap bentuk sayap pesawat terbang sedemikian rupa
sehingga garis arus aliran udara yang melalui sayap adalah tetap (streamline)

Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan
sisi bagian yang atas lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Bentuk ini
6 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

menyebabkan kecepatan aliran udara di bagian atas lebih besar daripada di bagian
bawah (vA > vB).
Dari persamaan Bernoulli kita dapatkan :

P1 + ½ .v12 +  g h1 = P2 + ½ .v22 +  g h2

Ketinggian kedua sayap dapat dianggap sama (h1 = h2), sehingga  g h1 =
 g h2. Dan persamaan di atas dapat ditulis :

P1 + ½ .v12 = P2 + ½ .v22
P1 – P2 = ½ .v22 - ½ .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  A(v22 – v1 )2

Keterangan:
 = massa jenis udara (kg/m3)
F1 – F2 = gaya angkat pesawat (N)
A = luas penampang sayap pesawat (m2)
v2 = kecepatan aliran udara di atas sayap (m/s)
v1 = kecepatan aliran udara di bawah sayap (m/s)

Link Video Materi Analisis Penerapan Azaz Bernoulli
https://youtu.be/yjjKOkCsFZQ

7 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

contoh soal
1. Air dalam bak setinggi 0,2 m terletak 5 m di atas permukaan tanah. Di dasar bak

terdapat lubang kran kecil sehingga air memancar keluar dan jatuh di permukaan tanah
pada jarak R.Jika g = 10 m.s-2 nilai R adalah ....

Pembahasan
Diketahui :
h = 0.2 m
h2 = 5 m
g = 10 m/s2
ditanya: R...?
jawab :
kita menjawabnya dengan rumus cepat :
= √
= √ . ×
=
Jadi jarak R adalah 2m

8 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

2. Perhatiakan gambar di bawah ini

Air mengair dalam venturimeter, jika kelajuan dipenampang 1sebesar 3 m/s dan g 10

m/s2, kelajuan di penampang 2 sebesar?

Pembahasan :

Diketahui :

1 = 3



ℎ = 6 = 0.06

g= 10 m/s2
ρ= 1000 kg/m3

ditanya : 2 ?
Jawab

Selisih tekanan P1 dan P2 sama dengan tekanan hidrostatis zat cair setinggi h
P1 – P2 = ρ g h

= 1000 kg/m3 10 m/s2 0.06 m

= 6000 N/m2

Oleh karena ketinggian titik 1 dan 2 sama, berlaku perssamaan :

1
1 − 2 = 2 ( 22 − 12)

( 22 − 12) = 2 1 − 2


( 22 − 12) = 1, 2
22 = 1.2 + 12
22 = 1.2 + 32

2 = √10.2 /

9 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

LATIHAN SOAL KEGIATAN BELAJAR 3
AZAZ BERONULLI DAN PENERAPANNYA

1. Perhatikan gambar berikut!

Sebuah tabung berisi zat cair (ideal) pada dindingya terdapat dua lubang kecil (jauh lebih
kecil dari penampang tabung) sehingga zat cair memancar keluar seperti pada gambar.
Perbadingan antara jarak mendatar x1:x2 adalah....

A. 2:3
B. 3:5
C. 2:5
D. 4:1
E. 3:4
2. Perhatikan gambar berikut!

Sebuah tangki air bagian bawahnya terdapat lubang sehingga air memancar keluar
membentuk sudut 600 seperti pada gambar. Jarak pancaran 0,8√3 m. Perbandingan
ketinggian pancaran air terhadap jarak mendatar pancaran air adalah....

A. 1:√3
B. 2:√3
C. 3:√3
D. 4:√3
10 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

E. 5: √3
3. Perhatikan gambar berikut!

Suatu bagian dari pipa alat ukur venturimeter yang ditunjuukan pada gambar, memiliki
luas penampang 40 cm2 pada bagian yang lebih lebar dan 10 cm2 pada bagian yang
menyempit. Debit air yang melalui pipa 3.000 cm3/s. Pernyataan berikut yang tepat
mengenai laju air pada bagaian pipa yang lebih besar dan lebih sempit adalah....

A. Laju air pada bagian pipa yang lebih besar dua kali laju pipa yang lebih sempit
B. Laju air pada bagian pipa yang lebih besar tiga kali laju pipa yang lebih sempit
C. Laju air pada bagian pipa yang lebih besar empat kali laju pipa yang lebih sempit
D. Laju air pada bagian pipa yang lebih besar lima kali laju pipa yang lebih sempit
E. Laju air pada bagian pipa yang lebih besar delapan kali laju pipa yang lebih sempit
4. Perhatikan gambar berikut!

Perhatikan gambar alat penyemprot nyamuk pada gambar tersebut! Ketika batang pengisap
M ditekan, udara dipaksa keluar dari tabung pompa dengan kecepatan v melalui lubang pada
ujungnya. P menyatakan tekanan dan v menyatakan kecepatan alir cairan obat nyamuk, maka
pernyataan yang benar dari prinsip kerja penyemprot nyamuk tersebut adalah. . . .
11 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

A. P1 <P2, maka v1 < v2
B. P1 >P2, maka v1 <v2
C. P1 <P2, maka v1 >v2
D. P1 >P2, maka v1 > v2
E. P1 = P2, maka v1 =v2

12 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

RANGKUMAN

1. Penerapan azas Bernoulli dalam kehisupan sehari ada beberapa macam di antara
mya adalah:
i. Venturimeter tanpa manometer Venturi dengan manometer

ii. Teorema Torricelli

2. Gaya Angkat Pesawat terbang

F1 – F2 = ½  A(v22 – v1 )2

3. Syarat pesawat terbang bisa terangkat
a. Kecepatan aliran udara bagian atas sayang lebih besar dari pada bagian
bawah sayap (v2 > v1 )
b. Tekanan bagian bawah sayap lebih besar dari pada bagian atas (P1 > P2)
c. Gaya angkat bagian bawah lebih besar dari pada bagian atas (F1 > F2.)

13 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

4. Semprotan Nyamuk
14 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

KUNCI JAWABAN

A. LATIHAN SOAL KEGIATAN BELAJAR 3
1. D
2. A
3. B

15 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)

Daftar Pustaka

Halliday-Resnick.2001. Fundamental of Physics. e-books.
https://infosurabaya.id/wp-content/uploads/2020/05/Bagaimana-Pesawat-Bisa-
Terbang.jpg ( di akses hari senin, 20.35 Wita)
https://www.mechanicalbooster.com
Muktar, M dkk. 2019. Modul Penyusunan Soal HOTS Fisika. Kemdikbud. e-books.
Kanginan, Marthen.2014. Fisika Untuk SMA/MA kelas XI.Cimahi: Erlangga
R.A.Serway.2004. Physics for Scientists and

Engineers.Pomona:PhysicsNOW and Info Trac
Saepudin, D. 2019. Modul Kinematika PKP Melalui PKB. Kemdikbud. e-books.
Sarkim, T. 2019. Pendalaman Materi Fisika Kinematika.Kemdikbud. e-book
Tipler, P. A., (2001). Fisika Untuk Sains dan Teknik, Jilid 2. Jakarta: Erlangga

16 PPG DALJAB FISIKA ANGKATAN 1( AULIA MAFTUHAH,S.Pd)


Click to View FlipBook Version