laporan teori roket air

DASAR TEORI ROKET AIR

Roket air adalah sebuah benda yang terbuat dari botol minuman bekas yang dapat terbang

dengan memanfaaatkan air dan udara bertekanan sebagai bahan bakarnya.

Cara kerja roket air sederhana yaitu botol minuman bekas yang kita gunakan sebagai badan

roket diisi air dengan volume tertentu kemudian udara dimasukkan dengan cara dikompresikan ke

dalam botol, kemudian botol ditahan agar tidak terlepas, setelah air dan udara di dalam botol

mencapai tekanan tertentu, botol dilepas sehingga botol akan meluncur berlawanan arah dengan

arah keluarnya air dan udara bertekanan. Untuk mengkompresikan udara, mengetahui tekanan

dalam botol, menahan botol dan meluncurkannya diperlukan suatu mekanisme yang disebut

launcher (mekanisme peluncur).

Penerapan hukum Fisika dalam roket air, antara lain :

1. Hukum III Newton

Hukum III Newton mengatakan

“ Apabila sebuah benda memberikan gaya kepada benda lain, maka benda kedua

memberikan gaya kepada benda yang pertama. Kedua gaya tersebut memiliki besar yang

sama tetapi berlawanan arah”.

Dimana berlaku Faksi = -Freaksi.

Sebelum roket diluncurkan, roket air harus diisi air dan udara bertekanan. Jika udara di

dalam roket sudah bertekanan tinggi maka rem ditekan sehingga Roket Air akan terbang. Ketika

rem di tekan, otomatis penahan roket sudah tidak ada lagi sehingga udara dan air yang ada di

dalam roket akan tersembur keluar. Saat udara dan air tersembur keluar inilah Roket Air

memberikan gaya dorong ke bawah (gaya aksi). Gaya aksi (Faksi) = gaya yang diberikan oleh air

dan udara pada benda di bawahnya (udara). Benda yang ada di bawah tak lain adalah udara juga.

Saat udara yang ada di bawah roket air diberi gaya aksi maka udara akan membalas dengan

gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan yaitu ke atas. Gaya reaksi (F reaksi) =

gaya yang diberikan oleh udara (yg ada di bawah roket) terhadap air dan udara yang keluar dari

mulur roket. Karena gaya reaksi inilah yang menyebabkan roket terdorong ke atas dan akhirnya

terbang.

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis

lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa dari waktu ke waktu

kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat/lambat, sehingga gerakan benda

dari waktu ke waktu mengalami percepatan/perlambatan.

Roket bergerak meluncur ke atas dengan arah vertical ke atas, gerakan roket

melawan gaya gravitasi bumi yang menariknya untuk kembali ke bumi. Ketika roket

meluncur ke atas, bahan bakar lama kelamaan berkurang sehingga terjadi perlambatan.

Setelah mencapai ketinggian tertenu, roket tidak dapat naik lagi, pada saat ini kecepatan

roket adalah nol. Oleh karena tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah berhenti bekerja pada

roket, menyebabkan roket bergerak turun. Pada saat ini roket mengalami jatuh bebas.

Jadi, roket mengalami 2 fase gerakan. Saat bergerak ke atas roket mengalami

GLBB diperlambat dengan kecepatan awal tertentu. Lalu setelah bahan bakar habis, roket

ditarik oleh gaya gravitasi bumi sehingga mengalami jatuh bebas yang merupakan GLBB

dipercepat dengan kecepatan tertentu.

3. Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli mengatakan bahwa

“Jumlah dari tekanan, energi kinetik persatuan volume, dan energi potensial

persatuan volume mempunyai nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus”.

Persamaan dasar dalam hidrodinamika telah dapat dirintis dan dirumuskan sehingga

dapat dimanfaatkan untuk menjelaskan gejala fisis yang berhubungan dengan aliran air.

Persamaan dasar tersebut disebut sebagai persamaan Bernoulli / teorema Bernoulli, yakni

suatu persamaan yang menjelaskan berbagai hal yang berkaitan dengan kecepatan, tinggi

permukaan zat cair dan tekanannya. Persamaan yang telah dihasilkan oleh Bernoulli

tersebut juga dapat disebut sebagai hukum Bernoulli, yakni suatu hukum yang dapat

digunakan untuk menjelaskan segala yang berhubungan dengan zat alir melalui suatu

penampang.

Roket diisi air secukupnya dan udara bertekanan sehingga udara dimampatkan.

Ketika roket diluncurkan, air yang didorong oleh tekanan botol akan keluar melalui lubang

nozzle dengan kecepatan tertentu, tergantung dari volume air dan tekanan udara.

4. Hukum kekekalan momentum

Momentum dimiliki oleh setiap benda yang bergerak. Semakin besar momentum

suatu benda, maka makin sulit menghentikan laju gerak benda tersebut. Konsep momentum

sangat penting, karena pada keadaan-keadaan tertentu, momentum merupakan besaran

yang kekal.

Percepatan roket berasal dari tolakan gas yang disemburkan roket. Tiap molekul gas

dapat dianggap sebagai peluru kecil yang ditembakkan roket. Jika gaya gravitasi diabaikan,

maka peristiwa peluncuran roket memenuhi hukum kekekalan momentum.  Mula-mula

sistem roket diam, sehingga momentumnya nol. Sesudah gas menyembur keluar dari ekor

roket, momentum sistem tetap. Artinya momentum sebelum dan sesudah gas keluar

sama. Berdasarkan hukum kekekalan momentum, besarnya kelajuan roket tergantung

banyaknya bahan bakar yang digunakan dan besar kelajuan semburan gas.