Kenapa Pesawat Bisa Terbang?

Hallo, teman-teman disini tau ga si kenapa pesawat bisa terbang?

Yaps, tentunya karena pesawat memiliki mesin dan teknologi yang canggih sehingga bisa terbang, namun apakah kalian tau konsep mendasar kenapa pesawat bisa terbang? 

Salah satu keuntungan mempelajari fisika teman-teman jadi tau nih kenapa pesawat bisa terbang. Keren ga tuh, tau banyak hal tentang alam semesta beserta  konsep dasar dari adanya teknologi canggih zaman sekarang. Nah, mulai sekarang jangan langsung takut apalagi menghindar ya karena dengar pelajaran fisika. 

Okey, langsung saja ya ke konsep pesawat terbang.

Pesawat terbang yang biasa kita lihat melintas di udara merupakan sebuah aplikasi dari hukum Bernauli yang berkembang dari konsep fluida dinamis. Sampai sini pasti kalian akan bertanya loh ko fluida? Kan fluida tuh biasanya cair kenapa ini jadi bisa di udara? Nah sebelum kita semakin jauh terbang dengan hukum Bernaulli yang memiliki persamaan panjang dan bikin kalian pusing sebelum membaca, kita kenalan dulu ya dengan konsep dasarnya.

Pada fluida dinamis kita akan dikenalkan dengan adanya fluida yang ideal yaitu  fluida yang tidak termampatkan atau fluida yang volumenya tidak berubah ketika diberi tekanan serta fluidanya tidak kental artinya fluidanya tidak merekat pada bidang fluida tempat mengalir dan tidak ada gesekan antara fluida dan bidang alirnya. 

Perhatikan gambar di bawah fluida mengalir dalam sebuah pipa yang memiliki ketinggian yang berbeda yang luas penampanya juga berbeda. Pada penampang pertama ketika dalam selang waktu t penampang pertama berpindah sejauh x1, maka dalam selang waktu t pada penampang satu telah berpindah sebanyak V1. Pada penampang dua ketika penampang satu telah bergeser sebesar V1, maka pada penampang dua juga akan berpindah fluida sebanyak V2 yang secara ideal karena tidak termampatkan volumenya akan sama dengan perpindahan di penampang pipa kedua. Sebelum kita turunkan persamaan Bernoulli harus kita fahami dulu keadaan aliran pada penampang yang memiliki perbedaan tinggi ini.

Pada penampang pipa di atas jika kita bayangkan kita tutup pada bagian penampang pipa satu kemudian kita isi fluida dari penampang pipa dua setelah penuh kemudian kita buka tutup dari pipa pertama maka fluida akan meluncur secara alami karena gaya gravitasi, jika keaadaan ini yang kita ambil maka yang berlaku adalah hukum kekekalan energi mekanik yang artinya energi potensial yang ada akan dirubah seluruhnya menjadi energi kinetik.

Keadaan yang terjadi adalah kita mengambil keadaan fluida mengalir secara kontinu dan fluida mengalir dari bawah ke atas atau mengalir dari penampang pertama ke penampang kedua hal ini bisa terjadi jika ada gaya yang berasal dari penampang satu dan kemungkinan juga ada gaya dari penampang dua artinya ada gaya luar yang mendorong fluida untuk mengalir dari bawah ke atas, maka persamaan kekekalan energi kinetik di atas tidak sama dengan nol terdapat gaya luar yang bekerja dan energi potensial yang akan berubah menjadi energi kinetik sehingga persamaannya akan menjadi :

Kita ketahui persamaan tekanan adalah

P=F/A

Kita bisa mengubah besaran gaya menjadi tekanan dikali luas penampang

Luas penampang dikali panjang perpindahan penampang adalah volume

Keadaan kontinuitas adalah

Massa dibagi volume adalah massa jenis fluida pada pipa

Setelah melalui beberapa tahap persamaan sekarang didapat nih persamaan Bernaulli

Hukum Bernaulli atau Asas Bernaulli sendiri menyatakan bahwa “Jumlah dari tekanan (P), energi kinetik per satuan volume (1/2ρv2), dan energi potensial per satuan volume (ρgh) mempunyai nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis lurus”.

Setelah kita tau dasar dari konsep pesawat terbang yaitu dari asas Bernaulli, sekarang coba kita bayangkan jika sebuah pesawat berada dihadapan kita. Sekarang kita amati bagian sayapnya yang merupakan bagian dari pesawat terbang. Fungsi sayapnya sendiri yaitu menghasilkan gaya angkat ke atas yang membuat pesawat bisa terbang. Lalu, penampang sayap terbang memiliki sisi bagian depan yang melengkung dan tebal daripada sisi bagian belakangnya. Dan sisi bagian atas lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya.

Dari kondisi tersebut kita bisa membayangkan bahwa aliran udara di bagian atas sayap akan lebih rapat dibandingkan bagian bawahnya. Hal ini menyebabkan kecepatan aliran udara di bagian atas sayap (v1)lebih besar dari pada aliran udara di bagian bawah sayap (v2), yaitu (v1>  v2).

Sesuai dengan hukum Bernaulli, pada tempat yang memiliki kecepatan aliran paling besar maka tekanannya paling kecil. Sehingga tekanan udara di atas sayap (P1) lebih kecil daripada dibawah sayap (P2), yaitu (P1> P2).

Perbedaan tekanan (P1-P2) inilah yang akan menghasilkan gaya angkat sayap pada pesawat terbang.

Rumus gaya angkat sayap pada pesawat terbang adalah :

Jadi, supaya pesawat dapat terangkat ke atas, maka diperlukan gaya angkat pesawat yang harus lebih besar dari berat pesawatnya (F2-F1>mg).