| English | Bernoulli's principle |
|---|---|
| Bahasa Melayu | Prinsip Bernoulli |
| 中文 | 伯努利原理 |
Maksud
Bagi bendalir yang mengalir, di tempat lajunya lebih tinggi tekanannya lebih rendah, dan di tempat lajunya lebih rendah tekanannya lebih tinggi.
Perkara yang perlu diketahui
Prinsip Bernoulli menyatakan bahawa dalam bendalir yang bergerak, kawasan dengan halaju bendalir yang lebih tinggi mempunyai tekanan yang lebih rendah, manakala kawasan dengan halaju bendalir yang lebih rendah mempunyai tekanan yang lebih tinggi. Hubungan songsang antara halaju bendalir dengan tekanan ini terpakai kepada cecair mahupun gas yang bergerak.
Prinsip ini kebanyakannya diuji melalui penerangan aplikasi harian dan bukannya melalui pengiraan. Pada aerofoil, atau sayap kapal terbang, bentuknya menyebabkan udara bergerak lebih laju di permukaan atas yang melengkung berbanding di permukaan bawah yang lebih rata.
Udara yang bergerak lebih laju di atas sayap mempunyai tekanan yang lebih rendah berbanding udara yang bergerak lebih perlahan di bawahnya, dan perbezaan tekanan ini menghasilkan daya ke atas yang dipanggil daya angkat.
Aplikasi lazim lain termasuk penunu Bunsen, dengan gas yang bergerak laju keluar daripada muncung mewujudkan kawasan bertekanan rendah yang menarik masuk udara melalui lubang sisi bagi memperbaik pembakaran, dan penyembur racun serangga, dengan udara yang ditiup pantas merentasi bahagian atas tiub menurunkan tekanan di situ, menarik cecair naik ke dalam tiub untuk disembur keluar. Bola yang berputar dan melengkung semasa terbang juga diterangkan menggunakan Prinsip Bernoulli.
Contoh penyelesaian
Prinsip Bernoulli biasanya diaplikasikan secara deskriptif dan bukan secara berangka dalam sukatan 4531, jadi contoh penyelesaian ini menggunakan penerangan berlabel tentang sayap kapal terbang dan bukannya suatu pengiraan.
Pertimbangkan udara yang mengalir melepasi sayap berbentuk aerofoil. Permukaan atas sayap lebih melengkung berbanding permukaan bawah, jadi udara yang mengalir di atas mesti bergerak jarak yang lebih jauh dalam masa yang sama berbanding udara yang mengalir di bawah, bermakna udara di atas sayap bergerak pada halaju yang lebih tinggi.
Menurut Prinsip Bernoulli, halaju yang lebih tinggi di atas sayap ini bersamaan dengan tekanan yang lebih rendah di atas sayap, berbanding tekanan yang lebih tinggi bagi udara yang bergerak lebih perlahan di bawahnya. Oleh sebab tekanan di bawah sayap lebih besar daripada tekanan di atasnya, satu daya bersih ke atas, dipanggil daya angkat, bertindak ke atas sayap itu.
Apabila daya angkat ini menjadi sama dengan atau lebih besar daripada berat kapal terbang, kapal terbang itu dapat naik dan kekal di udara.
Cara ia diuji dalam peperiksaan
Dalam Kertas 1, soalan objektif sering meminta calon mengenal pasti situasi manakah yang menunjukkan tekanan lebih rendah akibat halaju bendalir yang lebih tinggi, atau melabelkan kawasan tekanan tinggi atau rendah yang betul pada gambar rajah aerofoil. Dalam Kertas 2, soalan berstruktur dan esei biasanya meminta calon menyatakan Prinsip Bernoulli, menerangkan bagaimana daya angkat dihasilkan pada sayap kapal terbang, dan menerangkan bagaimana penunu Bunsen atau penyembur racun serangga menggunakan prinsip yang sama.
Dalam Kertas 3, soalan amali atau berasaskan aplikasi mungkin meminta calon menerangkan satu demonstrasi ringkas, seperti meniup udara di antara dua helai kertas yang tergantung, dan menerangkan pemerhatian yang terhasil menggunakan Prinsip Bernoulli.
Kesilapan biasa ialah menyongsangkan hubungan itu dengan menyatakan halaju lebih tinggi menyebabkan tekanan lebih tinggi, atau terlupa mengaitkan perbezaan tekanan dengan jelas kepada daya yang terhasil dalam penerangan yang lengkap.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)