Siapa Daniel Bernoulli?
Daniel Bernoulli (1700–1782) adalah seorang matematikawan dan fisikawan asal Swiss yang terkenal karena kontribusinya di bidang hidrodinamika dan mekanika fluida. Ia berasal dari keluarga ilmuwan, dan karya terkenalnya Hydrodynamica (1738) menjadi dasar dari Hukum Bernoulli, yang menjelaskan hubungan antara kecepatan fluida, tekanan, dan energi.
Hukum ini menjadi fondasi bagi banyak teknologi modern, terutama di bidang penerbangan, teknik mesin, dan pengukuran aliran fluida.
Hukum Bernoulli adalah salah satu prinsip dasar dalam fisika fluida yang memiliki peranan penting dalam berbagai aspek kehidupan dan teknologi, mulai dari pesawat terbang hingga semprotan parfum. Diperkenalkan oleh ilmuwan Swiss Daniel Bernoulli pada abad ke-18, hukum ini menjelaskan hubungan antara tekanan, kecepatan, dan energi dalam aliran fluida.
Pengertian Hukum Bernoulli
Secara umum, Hukum Bernoulli menyatakan bahwa:
“Dalam aliran fluida ideal (tidak kental dan tidak mengalami gesekan), semakin tinggi kecepatan fluida, semakin rendah tekanannya.”
Rumus ini menggambarkan konservasi energi pada fluida. Total energi (tekanan, kinetik, dan potensial) di satu titik sama dengan total energi di titik lainnya dalam aliran.
Penerapan Hukum Bernoulli dalam Kehidupan Sehari-Hari
1. Sayap Pesawat Terbang
Desain sayap pesawat dibuat melengkung di bagian atas dan datar di bagian bawah. Saat pesawat melaju, udara di atas sayap mengalir lebih cepat, sehingga tekanannya menurun. Perbedaan tekanan antara atas dan bawah sayap menciptakan gaya angkat (lift) yang membuat pesawat bisa terbang.
2. Semprotan Parfum atau Penyemprot Nyamuk
Saat kita menekan semprotan, udara bergerak cepat dan menurunkan tekanan di atas tabung cairan. Akibatnya, cairan terdorong ke atas karena tekanan di dalam tabung lebih tinggi — lalu tersemprot keluar sebagai kabut.
3. Karburator pada Mesin
Pada kendaraan bermesin lama, karburator menggunakan prinsip Bernoulli untuk mencampur bahan bakar dan udara. Saat udara masuk dan kecepatannya meningkat, tekanan menurun dan bahan bakar tertarik ke dalam aliran udara.
4. Venturimeter
Alat ini digunakan untuk mengukur laju aliran fluida dalam pipa dengan memanfaatkan perubahan tekanan akibat perubahan luas penampang.
5. Angin Kencang Bisa Merobohkan Atap
Saat angin bertiup kencang di atas atap rumah, tekanan di atas atap turun. Jika tekanan di dalam rumah tetap lebih tinggi, bisa terjadi gaya angkat yang cukup kuat untuk merusak atau melepaskan atap.
Hukum Bernoulli adalah dasar dari banyak fenomena dan teknologi dalam kehidupan sehari-hari, terutama yang berkaitan dengan aliran fluida. Memahami prinsip ini tidak hanya penting bagi siswa fisika, tetapi juga bagi dunia teknik, penerbangan, dan kedokteran. Dari semprotan parfum hingga pesawat yang melintas di langit, semuanya tak lepas dari peran hukum Bernoulli.
Berikut adalah 20 soal latihan Hukum Bernoulli lengkap dengan kunci jawabannya, terdiri dari:
- 10 soal pilihan ganda (level SMP dan SMA)
- 5 soal uraian singkat
- 5 soal hitungan (numerik)
Cocok untuk siswa SMP kelas IX dan SMA kelas XI (Kurikulum Merdeka dan Kurikulum 2013 Revisi).
✅ Soal Pilihan Ganda (1–10)
1. Menurut Hukum Bernoulli, semakin cepat aliran fluida, maka …
A. tekanannya semakin tinggi
B. tekanannya semakin rendah
C. massanya semakin kecil
D. volumenya tetap
✅ Jawaban: B
2. Gaya angkat pada sayap pesawat terjadi karena …
A. tekanan di atas lebih tinggi
B. tekanan di bawah lebih tinggi
C. suhu udara lebih panas
D. kecepatan pesawat berkurang
✅ Jawaban: B
3. Semprotan nyamuk bekerja berdasarkan prinsip …
A. gaya gravitasi
B. hukum Newton
C. hukum Pascal
D. hukum Bernoulli
✅ Jawaban: D
4. Fungsi utama venturimeter adalah …
A. memompa air
B. menyaring fluida
C. mengukur kecepatan fluida
D. menambah tekanan
✅ Jawaban: C
5. Jika kecepatan fluida meningkat, maka menurut Bernoulli:
A. tekanan tetap
B. tekanan meningkat
C. tekanan menurun
D. tekanan berubah tidak menentu
✅ Jawaban: C
6. Daniel Bernoulli adalah ilmuwan yang berasal dari negara …
A. Jerman
B. Italia
C. Swiss
D. Prancis
✅ Jawaban: C
7. Air mengalir lebih cepat di bagian pipa yang …
A. diameternya besar
B. diameternya kecil
C. panjang
D. vertikal
✅ Jawaban: B
8. Hukum Bernoulli berlaku untuk fluida …
A. sangat kental
B. tidak mengalir
C. ideal dan mengalir
D. yang bersuhu tinggi
✅ Jawaban: C
9. Semakin besar luas penampang pipa, maka …
A. kecepatan fluida bertambah
B. tekanan fluida turun
C. kecepatan fluida berkurang
D. energi potensial turun
✅ Jawaban: C
10. Hukum Bernoulli berkaitan erat dengan …
A. hukum Ohm
B. hukum Archimedes
C. hukum gravitasi
D. konservasi energi
✅ Jawaban: D
✍️ Soal Uraian Singkat (11–15)
11. Jelaskan bagaimana Hukum Bernoulli membuat atap rumah bisa terangkat saat angin kencang!
✅ Jawaban: Karena kecepatan angin di atas atap meningkat, tekanan menurun. Tekanan di bawah atap lebih tinggi, menyebabkan gaya angkat yang bisa merobek atau mengangkat atap.
12. Apa hubungan kecepatan dan tekanan dalam hukum Bernoulli?
✅ Jawaban: Semakin besar kecepatan fluida, maka tekanannya semakin kecil.
13. Mengapa bagian atas sayap pesawat dibuat melengkung?
✅ Jawaban: Agar udara di atas sayap mengalir lebih cepat, tekanan menjadi lebih rendah, dan terbentuk gaya angkat.
14. Sebutkan 2 alat yang bekerja berdasarkan prinsip Bernoulli!
✅ Jawaban: Venturimeter, semprotan parfum, karburator, atau penyedot debu.
15. Mengapa tekanan menurun saat kecepatan fluida meningkat?
✅ Jawaban: Karena energi total fluida tetap. Saat energi kinetik (kecepatan) naik, energi tekanan harus turun.
🧮 Soal Hitungan (Numerik) (16–20)
16. Air mengalir dalam pipa horizontal. Kecepatan awal 2 m/s, tekanan awal 100 kPa. Di bagian sempit, kecepatan menjadi 4 m/s. Hitung tekanan di bagian sempit! (ρ = 1000 kg/m³)
P1+12ρv12=P2+12ρv22P_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 = P_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2
17. Sebuah venturimeter menunjukkan kecepatan fluida 5 m/s di ujung A dan 10 m/s di ujung B. Jika tekanan di A adalah 150 kPa dan massa jenis air 1000 kg/m³, berapa tekanan di B?
18. Jika fluida mengalir dengan kecepatan 6 m/s dan tekanan 90 kPa, berapa tekanan jika kecepatan ditingkatkan menjadi 10 m/s? (ρ = 1,2 kg/m³)
19. Air dalam pipa bergerak dengan kecepatan 3 m/s dan massa jenis 1000 kg/m³. Hitung tekanan dinamisnya!
(Rumus tekanan dinamis = ½ ρ v²)
20. Jika tekanan total fluida 200 kPa dan tekanan dinamisnya 20 kPa, berapa tekanan statisnya?
