Jurnal tentang Fluida

AIR ASIA YANG DILAKNAT LANGIT

Dr. SUDARTO, M.Pd

Dosen Program Studi Pendidikan IPA Universitas Negeri Makassar

Andry S. Utama Putra

Program Studi Pendidikan IPA Universitas Negeri Makassar

Abstrak

Dalam operasi penerbangan ada tiga tingkat (fase) yang sangat penting dan berhubungan dengan meteorology yaitu lepas landas (take off), penerbangan, dan mendarat (landing). Dalam hal ini sejumlah unsur meteorologi dapat berpengaruh terhadap kemampuan pesawat terbang pada saat-saat kritis. Diantara unsur yang dapat menunjang kelancaran ketiga fase di atas adalah suhu dan tekanan udara, dimana unsur cuaca tersebut harus dimengerti dan diperhitungkan yang selanjutnya akan menentukan kerapatan udaranya dan selanjutnya akan menentukan daya angkat pesawat terbang dengan kecepatan udara. Dengan menggunakan rumus Asas Bernouli dapat ditemukan penyebab utama jatuhnya pesawat akibat ketinggian yang melebihi batas sehingga menyebabkan kecepatan udara yang rendah. Hasil penelitian ini dipandang perlu untuk mengetahui mengenai pengaruh unsur cuaca dan faktor ketinggian.

Kata kunci: penerbangan, suhu, kecepatan udara.

PENDAHULUAN

Penerbangan secara keseluruhan selalu memperhatikan keselamatan penerbangan, keteraturan dari penerbangan dan efisiensi atau kenyamanan penerbangan. Tetapi pada kenyataannya hal-hal tersebut selalu menghadapi hambatan atau gangguan baik secara teknis maupun secara meteorologi. Gangguan secara meteorologi pengaruh dari unsur cuaca selalu mendapatkan perhatian yang khusus bagi dunia penerbangan [1]. Hal ini terutama pada saat pesawat akan mengudara (take off) maupun pada saat mendarat (landing). Karena hal ini akan mempengaruhi gaya angkat dari pesawat itu sendiri. Tekanan dan suhu disuatu  tempat selalu berubah bersama dengan  perubahan waktu. Dengan mengetahui gangguan unsur cuaca pada saat pesawat akan mengudara (take off) dan mendarat (landing), maka gangguan tersebut akan dapat diantisipasi sehingga pesawat akan terhindar dari kecelakaan.

Suhu dan tekanan udara merupakan unsur cuaca yang vital bagi operasi penerbangan. Kondisi suhu dan tekanan udara di suatu bandara sangat berpengaruh terutama pada saat take off dan landing. Pengalaman memberikan gambaran yang nyata bahwa kecelakaan pesawat sering terjadi dikarenakan adanya gangguan dari unsur cuaca dan ketinggian yang melebihi batas. Gangguan cuaca yang terjadi merupakan suatu hal yang alamiah dan tidak dapat dielakan lagi. 

KAJIAN TEORI

      Unsur Cuaca dan Operasi Penerbangan

Meteorologi adalah cabang ilmu yang mempelajari keadaan atmosfer dari suatu tempat dan mempunyai hubungan erat serta merupakan faktor penunjang dalam proses penerbangan. Klimatologi merupakan kajian ilmiah yang membahas tentang penganalisaan unsur cuaca seperti temperatur, tekanan udara dan lain sebagainya. Hal ini dilakukan untuk menentukan keadaan cuaca atau iklim suatu daerah tertentu dan mamperhatikan keadaan cuaca yang akan datang.[2]

Suhu Udara

Temperatur adalah suatu ukuran untuk tingkat panas suatu benda. Suhu suatu benda ialah keadaan yang menentukan kemampuan benda tersebut untuk mentransfer panas atau menerima panas, dari benda satu ke benda yang lain. Distribusi suhu di dalam atmosfer sangat bergantung terutama pada keadaan radiasi matahari, oleh sebab itu suhu udara selalu mengalami perubahan.

Temperatur udara permukaan bumi merupakan salah satu unsur penting yang diamati oleh pengamat cuaca (Meteorological Station maupun Climatological Station). Dalam meteorologi yang dimaksud dengan suhu udara permukaan adalah suhu udara pada ketinggian 1.25 sampai dengan 2 meter dari permukaan tanah. [5].  

Tekanan Udara

Tekanan menggambarkan gaya per satuan luas pada suatu ketinggian tertentu. Dimana tekanan udara merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi dan menentukan kerapatan udara selain daripada suhu udara. Ketinggian kerapatan udara (density height) adalah suatu ketinggian  dalam atmosfer standar ICAO, dimana kerapatan udaranya sesuai dengan kerapatan udara pada suatu tempat tertentu. Pengertian ini sangat berguna dalam menentukan karakteristik daya kerja pesawat terbang dan mesin-mesinnya serta panjang landasan yang digunakan untuk mengudara [4].

      Hubungan Pengamatan Unsur Cuaca dan Penerbangan

Terdapat perbedaan yang penting antara pengamatan synoptik dengan pengamatan untuk penerbangan. Pengamatan synoptik bertujuan untuk mendapatkan data unsur meteorologi yang representatif untuk suatu daerah yang agak luas. Sedangkan pengamatan untuk penerbangan bertujuan memperoleh data meteorologi yang representatif di atas suatu daerah yang terbatas, khususnya diatas lapangan terbang yang digunakan pada saat mengudara dan mendarat.

Oleh karena suhu udara mempengaruhi daya kerja pesawat terbang, maka dunia penerbangan harus sangat berkepentingan akan suhu udara. Khususnya suhu udara pada level-level di atas landasan. Karena sukarnya pengamatan suhu udara pada tempat tersebut, maka biasanya digunakan data pengamatan dari Thermometer yang diletakkan pada sangkar meteo. Dengan demikian maka pemilihan letak sangkar meteo menjadi sangat penting untuk memperoleh hasil pengamatan suhu udara, sedekat mungkin dengan syarat yang diharuskan dalam penerbangan. Selanjutnya diadakan penilikan adanya perbedaan yang menyolok antara suhu dalam sangkar dan suhu diatas landasan segera dapat diketahui.

METODOLOGI PENELITIAN

Data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data rata-rata suhu udara maksimum dan tekanan udara Stasiun Meteorologi H.A.S. Hananjoeddin Buluh Tumbang Belitung dengan indikator WIOD yang terletak pada 02° 44' 42,00" LS dan 107° 45' 11,01" BT dengan elevasi 164 meter. Data diambil secara bulanan selama periode waktu 31 tahun (1980-2010).Metode pengolahan data yang digunakan adalah pembuktian rumus Statistika yaitu Regresi Linier, dimana rumus Regresi Linier dapat digunakan untuk memprediksi keadaan suhu dan tekanan udara yang akan datang. Langkah-langkah yang akan diambil dalam metode ini ialah dengan cara mengumpulkan dan menginventarisir data yang ada, yang telah dicatat pada F Klim 71. F Klim 71 merupakan formulir yang di dalamnya dicatat data-data klimatologi bulanan pada stasiun pengamatan yang bersangkutan. Setelah data dikumpulkan dan diinventarisir dari F Klim 71 dapat diolah dengan

menggunakan rumus regresi linear [8] yaitu 

                         

Y = a + bX

untuk mengetahui garis trend (kecenderungan) tersebut harus diketahui nilai  a dan nilai b-nya yaitu:    

   

a   = Σ Y - b Σ X   

  N

b  = N Σ XY - Σ X Σ Y   

  N Σ X² - (Σ X)² 

Dimana :  = Trend (kecenderungan) suhu udara atau tekanan udara rata-rata bulanan atau tahunan bulan atau tahun ke X

A= Nilai Trend periode awal yaitu pada saat  X=0

b=  Koefisien arah garis trend X= Tahun ke...

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari pengolahan data dengan menggunakan Metode Statistika “Regresi Linear” secara Trend agar dapat diketahui kecenderungan suhu dan tekanan udara setiap tahunnya , dimana data asli (normal) rata-rata periode 1980-2010 dari data temperatur udara maksimum dan tekanan udara diperhalus dengan merata-ratakan kembali data bulanan tersebut menjadi ratarata tahunan. Hasil data yang telah diolah dapat dilihat pada lampiran        kemudian data tersebut dibuat kedalam bentuk grafik selama 31 tahun (1980-2010) di Bandara H.A.S. Hananjoeddin Buluh Tumbang Belitung didapatkan hasil sebagai berikut:

       

1.    Trend suhu udara maksimum

a.    Dilihat dari grafik trend suhu udara selama 31 tahun (1980-2010) trend suhu udara cenderung naik sebesar 1,17ºC.

b.   Suhu udara tertinggi dicapai pada tahun 1997 sebesar 31,97ºC.

c.   Suhu udara terendah dicapai pada tahun 1988 sebesar 29,82ºC.

d.   Deviasi suhu udara tertinggi dicapai pada tahun 2006 sebesar -2,55ºC.

e.   Deviasi suhu udara terendah dicapai pada tahun 1981 sebesar -0,01ºC.

2.    Trend tekanan udara 

a.   Tekanan udara tertinggi dicapai pada tahun 1994 sebesar 1013,28 mb.

b.   Tekanan udara terendah dicapai pada tahun 1984 sebesar 1009,28 mb.

c.   Deviasi tekanan udara tertinggi dicapai pada tahun 1994 sebesar -2,48 mb.

d.   Deviasi tekanan udara terendah dicapai pada tahun 1993 sebesar 0,00 mb.

Dari analisa diatas, menunjukkan bahwa secara umum  kecenderungan atau trend suhu udara turun dan tekanan udara naik setiap tahunnya dari tahun 1980-2010.  Sedangkan pada grafik hasil perhitungan dapat diketahui bahwa deviasi antara trend suhu udara dan tekanan udara dengan suhu dan tekanan udara sebenarnya tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan sehingga metode regresi linier ini dapat digunakan untuk membuat prakiraan [9].Dengan adanya rumus trend tersebut maka penulis mencoba membuat prakiraan suhu udara maksimum rata-rata dan tekanan udara rata-rata tahun 2011 mendatang dengan menggunakan

Rumus: 

1. Prakiraan suhu udara maksimum rata-rata Y = 30,22233 + 0,03905X 

Untuk membuat prakiraan suhu udara maksimum rata-rata tahun 2011, X  menunjukkan tahun ke- 31 dari perhitungan tabel. Sehingga prakiraan suhu udara maksimum didapat: Y = 30,22233 + 0,03905(31) = 30,22233 + 1,21055  = 31,43385 Y = 31,43

 2.  Prakiraan tekanan udara rata-rata Y = 1010,5800 - 0,01579X  

Untuk membuat prakiraan tekanan udara rata-rata tahun 2011, X juga menunjukkan tahun ke-31 dari perhitungan tabel. Sehingga prakiraan tekanan udara didapat: Y = 1010,5800 -  0,01579 (31) = 1010,5800 - 0,48949 = 1010,09051 Y = 1010,09 mb

Jadi, suhu udara maksimum rata-rata untuk tahun 2011 diprakirakan sekitar 31,43ºC dan trendnya cenderung naik, sedangkan tekanan udara rata-ratanya diprakirakan sebesar 1010,09mb dan trendnya cenderung turun. Pada trend untuk daerah Belitung pada Aerodrome H.A.S. Hananjoeddin Buluh Tumbang memperlihatkan suatu gambaran taksiran temperatur udara rata-rata berkisar antara  29ºC sampai 31ºC.  Dengan kisaran suhu yang demikian tersebut seorang pilot akan lebih menguasai suatu karakteristik lingkungan terutama pada daerah disekitar Aerodrome. Sedangkan trend tekanan udara memperlihatkan suatu harga yang berkisar antara 1010 mb - 1012 mb. Kisaran tekanan udara yang demikian tersebut akan membantu terutama dalam hal daya angkat pesawat. Jika misalkan tekanan udara pada suatu waktu dapat berubah dari kisaran tersebut, maka kita sudah barang tentu akan mengantisipasi peran kerja dari mesin pesawat terutama untuk lepas landas (take off) dan mendarat (landing ).

KESIMPULAN

Berdasarkan pada uraian pada bab-bab tersebut di atas, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: 

Bagi dunia penerbangan pengaruh dari unsur seperti temperatur udara dan tekanan udara sangat berperan terutama pada saat pesawat terbang akan lepas landas (take off) maupun mendarat (landing). Selain unsur-unsur cuaca tersebut penentuan density height (ketinggian kerapatan udara di sekitar Aerodrome perlu mendapat perhatian, karena density height untuk setiap temperatur dan tekanan udara berbeda-beda. Dan juga density height sangat berperan sekali pada daya angkat mesin pesawat terbang pada ketinggian tertentu. 

DAFTAR PUSTAKA

[1]     Fadholi, A. 2012. Pola Angin Permukaan di Bandara Depati Amir Pangkalpinang Periode Januari       2000 - Desember 2011. Jurnal Statistika Universitas Islam Bandung. Vol. 12 No. 1. 

[5]    Fadholi, A. 2013. Pengaruh Suhu dan Tekanan Udara Terhadap Operasi Penerbangan di  Bandara Depati Amir Pangkalpinang. Buletin Balai Besar Meteorologi dan Geofisika Wilayah II Ciputat. Vol. 3 No. 2.

[6]    Utama, C. 2008. Pengaruh Suhu dan Tekanan Udara Terhadap Daya Angkat  Pesawat di Bandara Hasanuddin Makassar . Skripsi Universitas Negeri Makassar. Makassar.

[2]     Soeharsono. 1994. Meteorologi Penerbangan. Balai Diklat Meteorologi dan Geofisika. Jakarta

[4]     Soepangkat. 1994. Pengantar Meteorologi. Badan Diklat Meteorologi dan Geofisika. Jakarta.

[7]     Soeyitno dan Soeharsono. 1981. Meterologi Penerbangan . Badan Diklat Meteorologi dan Geofisika. Jakarta.

[8]     Soejoeti, Z. 2008. Modul Metode Statistik I (SATS4121). Universitas Terbuka. Jakarta

[9]     Hernowo, B. 2002. Diktat Statistika Dasar. Badan Diklat Meteorologi dan Geofisika. Jakarta.

Terapan Fluida Dalam Kehidupan Sehari-hari

Berikut Beberapa Contoh Penerapan Fluida Dalam Kehidupan Sehari-hari

Manfaat dan terapan fluida baik fluida statis maupun fluida dinamis bagi kehidupan sangat banyak antara lain yang sering digunakkan dongkrak hidrolik, pompa hidrolik ban sepeda, mesin hidrolik, rem piringan hidrolik, hidrometer, kapal laut, kapal selam, balon udara, karburator, sayap pesawat terbang. Berikut ini adalah penjelasan mengenai penerapan-penerapan fluida di atas:

1. Dongkrak Hidrolik

       

       Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah penerapan dari hukum Paskal yang berbunyi tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah. Tekanan yang kita berikan pada pengisap yang penampangnya kecil diteruskan oleh minyak (zat cair) melalui pipa menuju ke pengisap yang penampangnya besar. Pada pengisap besar dihasilkan gaya angkat yang mampu menggangkat beban.

2. Pompa Hidrolik Ban Sepeda

  

      Prinsip dari pompa ini juga menerapkan hukum Paskal, pada pompa hidrolik ini kita memberi gaya yang kecil pada pengisap kecil sehingga pada pengisap besar akan dihasilkan gaya yang cukup besar, dengan demikian pekerjaan memompa akan menjadi lebih ringan, bahkan dapat dilakukan oleh seorang anak kecil sekalipun. 

3. Mesin Hidrolik

  

Hydraulic machinery adalah mesin dan alat-alat yang menggunakan daya fluida untuk melakukan kerja. Alat berat adalah contoh umum. Dalam jenis mesin, cairan tekanan tinggi – disebut hidrolik fluida – ditransmisikan seluruh mesin ke berbagai hidrolik motor dan silinder hidrolik. Fluida dikontrol secara langsung atau secara otomatis oleh katup kontrol dan didistribusikan melalui slang dan tabung. Popularitas mesin hidrolik adalah karena jumlah yang sangat besar kekuasaan yang dapat ditransfer melalui tabung kecil dan selang fleksibel, dan kekuatan tinggi kepadatan dan berbagai macam aktuator yang dapat memanfaatkan kekuatan ini.

Mesin hidrolik dioperasikan dengan menggunakan hidrolik, di mana cairan adalah media powering. Pneumatics, di sisi lain, didasarkan pada penggunaan gas sebagai medium untuk transmisi listrik, generasi dan kontrol. Filters Filter adalah bagian penting dari sistem hidrolik. Partikel logam terus-menerus dihasilkan oleh komponen mekanis dan perlu dihapus bersama dengan kontaminan lain.

 Tubes, Pipes and Hoses Tabung hidrolik presisi seamless pipa baja, khusus dibuat untuk hidrolika. Tabung memiliki ukuran standar untuk rentang tekanan yang berbeda, dengan diameter standar hingga 100 mm. Tabung disediakan oleh produsen dalam panjang 6 m, dibersihkan, diminyaki dan dipasang. Tabung yang saling berhubungan oleh berbagai jenis flensa (terutama untuk ukuran yang lebih besar dan tekanan), pengelasan kerucut / puting (dengan o-cincin meterai), beberapa jenis koneksi dan flare cut-cincin. Ukuran yang lebih besar, hidrolik pipa yang digunakan. Langsung bergabung dengan mengelas tabung tidak dapat diterima karena interior tidak dapat diperiksa.

4. Rem Piringan Hidrolik

   

   Ide tekanan zat cair diteruskan melalui zat cair juga digunakan pada mobil untuk sistem pengereman. Setiap rem mobil dihubungkan oleh pipa-pipa menuju ke master silinder. Pipa-pipa penghubung dan master silinder diisi penuh dengan minyak rem. Ketika kita menekan pedal rem, master silinder tertekan. Tekanannya diteruskan oleh minyak rem ke setiap silinder rem. Gaya tekan pada silinder rem menekan sepasang sepatu rem sehingga menjepit piringan logam. Akibat jepitan ini, timbul gesekan pada piringan yang melawan arah gerak piringan hingga akhirnya dapat menghentikan putan roda.

      Sepasang sepatu dapat menjepit piringan dengan gaya yang besar karena sepasang sepatu tersebut dihubungkan ke pedal rem melalui sistem hidrolik. Disini kita menekan silinder yang luas pengisapnya lebih kecil daripada luas pengisap rem, sehingga pada rem dihasilkan gaya yang lebih besar. Jika luas pengisap rem dua kali luas pengisap master, maka dihasilkan gaya rem yang dua kali lebih besar dari gaya tekan kaki pada pedal rem. Gesekan sepasang sepatu terhadap piringan menimbulkan panas. Oleh karena permukaan piringan sangat luas jika dibandingkan terhadap luas sepasang sepatu, maka panas yang timbul pada piringan segera dipindahkan ke udara sekitarnya. Ini mengakibatkan suhu sepasang sepatu rem hampir tetap (tidak panas).

5. Hidrometer

                                                                               

      

        Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis zat cair. Nilai massa jenis zat dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung kaca dan desainnya memiliki tiga bagian. Pada alat ini diterapkan hukum Archimedes. 

Agar tabung kaca terapung tegak didalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbal. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan ke hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.

6. Kapal Laut

Badan kapal yang terbuat dari besi dibuat berongga. Hal ini menyebabkan volum air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi sangat besar. Gaya keatas sebanding dengan volum air yang dipindahkan, sehingga gaya keatas menjadi sangat besar. Gaya keatas ini mampu mengatasi berat total kapal, sehingga kapal laut mengapung di permukaan laut. Kapal laut di desain di pabrik dengan kapasitas muatan maksimum tertentu sedemikian rupa sehingga kapal laut tetap mengapung dengan permukaan air masih jauh dari bagian geladak. Gambar diatas menunjukan bagian kapal laut yang terbenam dalam air laut untuk kapal yang sama tetapi berbeda muatan. Gambar kiri untuk berat kapal kosong (tidak bermuatan) dan kapal kanan untuk yang bermuatan. Tampak bahwa untuk berat kapal yang bertambah karena muatan harus diimbangi oleh gaya keatas yang harus bertambah besar oleh karena itu, kapal lebih terbenam di dalam air laut agar volum air yang digantikan oleh kapal itu bertambah.

7. Kapal Selam

Penerapan hukum Archimedes juga dilakukan pada prinsip kapal selam. Dimana sebuah kapal selam memiliki tangki pemberat, yang terletak diantara lambung sebelah dalam dan lambung sebelah luar. Tangki ini dapat diisi dengan udara atau air.

Untuk dapat membuat kapal selam terbenam kedalam air laut, beratnya harus ditambah sehingga lebih besar daripada gaya keatas . Hal ini dilakukan dengan membuka katup- katup yang memungkinkan air laut masuk kedalam tangki pemberat. Sewaktu air laut masuk melalui katup-katup yang terletak di bagian bawah tangki pemberat, air laut tersebut mendorong udara dalam tangki keluar melalui katup-katup yang terletak di bagian atas. Air laut jauh lebih berat daripada udara, sehingga berat total kapalselam menjadi lebih besar dan membuat kapal selam terbenam. Jika kapal selam dikehendaki menyelam pada kedalaman tertentu, maka awak kapal harus mengatur volum air laut dalam tangki pemberat sedemikian sehingga berat total sama dengan gaya keatas. Pada saat tersebut kapal selam melayang pada kedalaman tertentu dibawah permukaan laut. Untuk membuat kapal selam mengapung kembali, udara dipompakan ke dalam tangki pemberat. Udara ini menekan air laut sehingga air laut keluar melalui katup-katup bagian bawah. Udara jauh lebih ringan daripada air laut sehingga berat total kapal selam menjadi lebih ringan dan kapal selam mengapung kembali.

8. Balon Udara

     Hukum Archimedes juga diterapkan pada balon udara. Seperti halnya zat cair, udara (yang termasuk fluida) juga melakukan gaya keatas pada benda. Gaya keatas yang dilakukan udara pada benda sama dengan berat udara yang dipindahkan oleh benda itu. Rumus gaya keatas yang dilakukan udara tetap seperti persamaan sebelumnya tetapi ?f disini adalah massa jenis udara. Prinsip gaya ke atas yang dikerjakan udara inilah yang dimanfaatkan pada balon udara.

Mula-mula balon diisi dengan gas panas sehingga balon menggelembung dan volumnya bertambah. Bertambahnya volume balon berarti bertambah pula volum udara yang dipindahkan oleh balon. Ini berarti gaya keatas bertambah besar. Suatu saat gaya keatas sudah lebih besar daripada berat total balon (berat balon dan muatan), sehingga balon mulai bergerak naik.

Awak balon udara terus menambah gas panas sampai balon itu mencapai ketinggian tertentu. Setelah ketinggian yangdiinginkan tercapai, awak balon mengurangi gas panas sampai tercapai gaya keatas sama dengan berat balon. Pada saat itulah balon melayang di udara. Sewaktu awk ingin menurunkan ketinggian maka sebagian isi gas panas dikeluarkan dari balon. Ini menyebabkan volum balon berkurang, yang berarti gaya keatas berkurang . akibatnya, gaya keatas lebih kecil daripada berat balon, dan balon bergerak turun.

9. Karburator

     

     Fungsi karburator adalah untuk menghasilkan campuran bahan bakar dengan udara, kemudian campuran ini dimasukan kedalam silinder-silinder mesin untuk tujuan pembakaran. Penampang bagian atas menyempit sehingga udara yang mengalir pada bagian ini bergerak dengan kelajuan yang tinggi. Sesuai asas Bernoulli, tekanan pada bagian ini rendah. Tekanan didalam tangki bensin sama dengan tekanan atmosfer. Tekanan atmosfer memaksa bahan bakar tersembur keluar melalui jet sehingga bahan bakar bercampur dengan udara sebelum memasuki silinder mesin.

10. Sayap Pesawat Terbang

     Penerapan lain dari asas Bernoulli adalah pada gaya angkat sayap pesawat terbang. Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kelajuan udara yang melalui sayap pesawat. Jika tidak ada udara maka pesawat terbang tidak akan terangkat. Gaya angkat terbangkitkan karena ada perbedaan tekanan di permukaan atas dan permukaan bawah sayap. Bentuk airfoil sayap diciptakan sedemikian rupa agar tercipta karakteristik aliran yang sesuai dengan keinginan. Singkatnya, gaya angkat akan ada jika tekanan dibawah permukaan sayap lebih tinggi dari tekanan diatas permukaan sayap. Perbedaan tekanan ini dapat terjadi karena perbedaan kecepatan aliran udara diatas dan dibawah permukaan sayap. Sesuai hukum Bernoulli semakin cepat kecepatan aliran maka tekanannya makin rendah. Besarnya gaya angkat yang dibangkitkan berbanding lurus dengan Luas permukaan sayap, kerapatan udara, kuadrat kecepatan, dan koefisien gaya angkat.

     Jadi, untuk pesawat udara, engine berfungsi memberikan gaya dorong agar pesawat dapat bergerak maju. Akibat gerak maju pesawat maka terjadi gerakan relatif udara di permukaan sayap. Dengan bentuk geometri airfoil tertentu dan sudut serang sayap (angel of attack) tertentu maka akan menghasilkan suatu karakteristik aliran udara dipermukaan sayap yang kemudian akan menciptakan beda tekanan dipermukaan atas dan permukaan bawah sayap yang kemudian membangkitkan gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang.

Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Bentuk ini menyebabkan garis arus seperti gambar di bawah.

 

Soal - Berpikir Tingkat Tinggi Tentang Fluida

DOSEN           : Dr. SUDARTO. M,Pd

NAMA            : ANDRY S. UTAMA PUTRA

NIM                : 1316042015

PRODI           : PENDIDIKAN IPA

SOAL

1.        Rancang sebuah alat yang dapat digunakan sebagai galangan kapal sekaligus dapat mengangkat kapal di atas galangan tersebut! (minimal 2 rancangan/gagasan).

2.        Rancang sebuah alat yang dapat digunakan sebagai penyemprot nyamuk tetapi dapat juga digunakan sebagai alat pengukur tekanan ban! (minimal 2 rancangan/gagasan).

JAWABAN

1.                    Rancangan 1

Alat dan Bahan

1.      Galangan kapal

2.      Rantai

3.      Katrol

4.      Tuas

Gambar. Rancangan Galangan Kapal dan Pengangkat Kapal Diatas Galangan

Keterangan:

1.      Katrol

2.      Tempat mengangkat kapal pada galangan kapal

3.      Rantai

4.      Kapal

5.      Galangan Kapal

6.      Tuas

Pada rancangan pertama ini Teori yang digunakan yaitu teori tekanan hidrostatis. Prinsip kerjanya yaitu apabila rantai yang telah diletakkan pada katrol dikaitkan dengan galangan kapal, kemudian menaik turunkan tuas pada dasar tempat galangan kapal maka kapal dan galangan dapat terangkat. Hal yang paling diperhatikan adalah rantai dan katrol yang harus lebih kuat karena beban dari kapal dan galangan kapal sangat besar.


Rancangan 2

Alat dan Bahan
1.      Galangan kapal
2.      Baja untuk bahan tempat hidrolik/dongkrak
3.      Tuas hidrolik/dongkrak

\

Gambar. Rancangan Galangan Kapal dan Pengangkat Kapal Diatas Galangan

Keterangan:

1.        Galangan kapal utama

2.        Penahan kapal

3.        Kapal

4.        Dasar galangan kapal

5.        Tuas hidrolik/dongkrak

6.        Tempat hidrolik/dongkrak

Pada rancangan kedua ini menggunakan teori tekanan hidrostatis, dengan membuat dasar dari galangan kapal dengan menggunakan baja dan menggunakan hidrolik/dongkrak. Prinsip kerjanya yaitu apabila hidrolik atau dongkrak dinaikkan dengan cara menaik turunkan tuasnya, maka kapal pada galangan tersebut dapat terangkat juga. Hal yang paling diperhatikan adalah tempat hidrolik/dongkrak yang harus betul-betul kuat.

2.          Rancangan 1

Keterangan :

1.      Dasar alat tempat cairan insektisida

2.      Pelatuk

3.      Selang pengukur tekanan ban

4.      Penyempot insektisida

5.      Tempat mengganti selang dan penyemprot

6.      Skala pengukur tekanan ban

Alat diatas merupakan penggabungan 2 alat yang dirancang untuk meminimalisir alat menjadi multifungsi. Semprot nyamuk dan pengukur tekanan ban pada rancangan pertama menggunakan Prinsip Bernouli bahwa dimana kecepatan aliran fluida tinggi, tekanan fluida tersebut menjadi rendah. Sebaliknya jika  kecepatan aliran fluida rendah tekanannya menjadi tinggi. Pada bagian depan alat terdapat tempat mengganti selang pengukur tekanan ban dan penyemprot insektisida, sehingga ujung dari alat ini dapat diganti sesuai kebutuhan penggunanya. Pada semprot nyamuk, jika pelatuk ditekan maka udara keluar dari dasar alat sebagai tempat cairan insektisida. Saat pelatuk ditekan, tekanan udara dalam ban akan masuk ke dalam tabung. Besarnya tekanan akan dihubungkan dengan skala. 

Rancangan 2

Keterangan :

1.      Selang pengukur tekanan ban

2.      Dasar alat tempat cairan insektisida

3.      Skala pengukur tekanan ban

4.      Pipa tempat terdorongnya udara (Untuk Penyemprot cairan insektisida)

5.      Pipa tempat terdorongnya udara (Untuk Pengukur tekanan ban)

6.      Pelatuk (Pendorong tekanan udara pada pipa) Untuk penyemprot cairan insektisida

7.      Pelatuk (Pendorong tekanan udara pada pipa) Untuk pengukur tekanan ban

8.      Tempat keluarnya cairan insektisida.

Pada rancangan alat kedua ini menggunakan teori yaitu azas Bernoulli dan tekanan hidrostatis, dimana alat ini sengaja dirancang untuk memudahkan penggunanya. Prinsip kerjanya ketika pada pelatuk pertama atau pendorong cairan insektisida ditekan, udara dalam pipa akan terdorong dan keluar menuju tempat keluar dari alat ini. Begitupun dengan pelatuk kedua atau pengukur tekanan ban ditekan, udara dalam pipa akan terdorong dan keluar menuju selang pengukur tekanan ban, dimana skala penunjukan tekanan ban akan terlihat pada bagian atas alat ini yang sengaja dipasangkan skala pengukur.