Apa itu Efek Bernoulli?

Efek Bernoulli, atau prinsip Bernoulli atau hukum Bernoulli, adalah pernyataan hubungan antara kecepatan aliran dan tekanan dalam sistem fluida; intinya, ketika kecepatan aliran horizontal melalui fluida meningkat, tekanannya berkurang. Efek ini, dan prinsip yang menyatakannya secara formal, ditemukan oleh matematikawan terkenal Daniel Bernoulli, yang pertama kali mempublikasikan formulasinya pada tahun 1738. Karena kata “fluida” dalam fisika mengacu pada perilaku cairan dan gas, seperti udara, efek Bernoulli dapat diamati baik dalam sistem hidrodinamik, atau fluida, serta sistem aerodinamis, atau gas.

Contoh umum yang digunakan untuk menjelaskan efek Bernoulli adalah aliran fluida melalui pipa. Jika fluida bergerak secara seragam melalui pipa, maka satu-satunya gaya yang bekerja pada fluida adalah beratnya sendiri dan tekanan fluida itu sendiri. Sekarang, jika pipa menyempit, cairan harus dipercepat, karena jumlah cairan yang sama mengalir melalui ruang yang lebih kecil. Namun, jika fluida bergerak secara seragam, dan beratnya tidak berubah, maka satu-satunya cara agar fluida bergerak lebih cepat adalah jika tekanan di belakang fluida lebih besar daripada tekanan di depan. Dengan demikian, tekanan harus berkurang dengan meningkatnya kecepatan.

Karena udara dapat dianggap sebagai fluida (dalam fisika, segala sesuatu yang mengalir dianggap sebagai fluida), efek Bernoulli sering digunakan dalam pemodelan sistem aerodinamis. Mobil balap menggunakan efek Bernoulli untuk membantu mereka tetap di jalan dengan kecepatan tinggi; dengan menggunakan sirip ekor yang miring sehingga tekanan udara di atas sirip lebih tinggi daripada di bawah, mobil pada dasarnya ditahan oleh tekanan atmosfer. Ini membuat mobil tetap di jalan dengan meniadakan “drift”, dan memungkinkan pengemudi untuk mengontrol dan lebih aman. Pesawat menggunakan efek Bernoulli dengan cara yang berlawanan untuk membantu menghasilkan daya angkat. Aplikasi umum lainnya di dunia nyata dari efek Bernoulli termasuk karburator, yang menerapkan efek untuk menarik dan mencampur udara dan bahan bakar, dan kapal layar, yang dapat menghasilkan kekuatan pendorong dari angin dan perbedaan tekanan yang dijelaskan oleh prinsip Bernoulli.

Meskipun ada formulasi yang berbeda dari persamaan Bernoulli, yang merupakan pernyataan matematis formal dari prinsip tersebut, efek Bernoulli dapat diamati pada setiap jenis sistem yang dijelaskan oleh formulasi tersebut. Setiap formulasi menggambarkan serangkaian karakteristik fluida yang berbeda — aliran yang tidak dapat dimampatkan, aliran potensial yang tidak stabil, dan sebagainya — tetapi efek Bernoulli umumnya dapat diamati di setiap sistem. Namun, ada kasus-kasus tertentu di mana prinsip itu tidak valid, dan dalam kasus-kasus itu, efeknya juga demikian.