Embedded Files
Video 3
Sumber: Nenggala (2023)
Halo, Fluidist.
Coba amati video berikut!
Video tersebut menunjukkan dua galon air dengan jenis yang sama, namun isi yang berbeda. Galon satu terisi penuh, dan galon lainnya terisi setengahnya. Ternyata, galon yang terisi penuh mengalirkan air dengan lebih cepat dan deras. Bagaimana hal tersebut bisa terjadi?
Nah, untuk menjelaskan fenomena tersebut, kita akan belajar mengenai Teorema Torricelli. Apa itu Teorema Torricelli? Bagaimana penerapan Teorema Torricelli dalam kehidupan sehari-hari? Bagaimana Teorema Toricelli dapat menjelaskan fenomena pada video tersebut? Yuk, simak penjelasannya di bawah ini!
TEOREMA TORRICELLI
TEOREMA TORRICELLI
Teorema Torricelli menjelaskan fenomena aliran fluida yang keluar dari suatu lubang kecil pada tangki air yang bagian atasnya terbuka (Kanginan, 2017). Jika luas lubang jauh lebih kecil daripada luas penampang tangki, maka kecepatan aliran fluida di dalam tangki diasumsikan bernilai nol (v1=0). Teorema Torricelli menyatakan kecepatan fluida yang keluar melalui lubang sama dengan kecepatan fluida yang jatuh bebas dari ketinggian yang sama.
Gambar 12
Sumber: tauriesna.blogspot.com
Dengan menerapkan persamaan Bernoulli, maka didapatkan persamaan sebagai berikut:
P1 + ρgh1 = P2 + ρgh2 + ½ ρv2^2
Keterangan:
P1 = tekanan fluida pada penampang 1 (N/m^2 atau Pa)
P2 = tekanan fluida pada penampang 2 (N/m^2 atau Pa)
ρ = massa jenis fluida (kg/m^3)
g = percepatan gravitasi (m/s^2)
h1 = ketinggian fluida dari dasar (m)
h2 = ketinggian lubang dari dasar (m)
v2 = laju aliran fluida yang keluar dari lubang (m/s)
Karena titik 1 (permukaan) dan titik 2 (lubang pancuran) sama-sama berhubungan dengan atmosfer, maka tekanan di titik 1 dan titik 2 adalah sama (P1 = P2). Dengan demikian, persamaannya menjadi sebagai berikut:
ρgh1 = ρgh2 + ½ ρv2^2
Melalui penurunan secara matematis, maka kecepatan aliran fluida yang melalui lubang kecil dapat dihitung dengan persamaan berikut.
Keterangan:
v2 = kecepatan aliran fluida pada lubang kecil (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s^2)
h = perbedaan ketinggian fluida dengan ketinggian lubang (m)
Sedangkan untuk menghitung jarak horizontal pancaran fluida, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut.
Keterangan:
x = jarak horizontal pancaran fluida (m)
h = perbedaan ketinggian fluida dengan ketinggian lubang (m)
h2 = ketinggian lubang dari dasar (m)
PENERAPAN DI KEHIDUPAN SEHARI-HARI
PENERAPAN DI KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Tangki atau Toren Air
Tangki atau Toren Air
Gambar 13
Sumber: theadvocate.com
Pada umumnya, teorema Torricelli dapat dijumpai pada cara kerja tangki air di rumah tangga. Tangki air yang digunakan untuk menyediakan air bagi rumah-rumah sering dipasang di tempat yang lebih tinggi, seperti di atas menara atau atap rumah. Kecepatan aliran air dari tangki ke keran dipengaruhi oleh ketinggian air dalam tangki. Jika air dalam tangki mulai berkurang, tekanan air juga berkurang, dan kecepatan alirannya ke keran menjadi lebih kecil. Menggunakan prinsip ini, insinyur dapat merancang tangki yang cukup tinggi untuk memastikan aliran air yang kuat ke berbagai area rumah.
Air Mancur
Air Mancur
Gambar 14
Sumber: pinhome.id
Selain pada tangki air, teorema Torricelli juga dapat dimanfaatkan untuk mendesain air mancur, di mana insinyur harus mempertimbangkan ketinggian air dalam tangki supaya air memancar dengan kecepatan yang diinginkan. Jika insinyur ingin menciptakan air mancur yang memancar setinggi tertentu, mereka perlu menentukan ketinggian air dalam tangki agar kecepatan aliran mencukupi untuk mencapai ketinggian tersebut.
Page updated
Report abuse