LAPORAN PRINSIP KERJA ROKET DANANALISI GERAK PROYEKTIL

OLEH :

TEDI SEPTIADI

208 700 660

JURUSAN FISIKAFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG2010

Abstrak

Dalam kehidupan sehari – hari tanpa kita sadari kita sering banyak melakukan prinsip kerja

yang sama dengan roket, yang menggunakan hukum aksi – reaksi. Disini prinsip hukum aksi reaksi

di terapkan pada sebuah roket yang bahan bakarnya menggunakan air.

Tujuan

1. Membuktikan hukum newton II dan III

2. Memahami prinsip kerja gaya dorong roket dengan roket sederhana

3. Mamapu menganalisis gerak proyektil/parabola

Dasar Teori

Prinsip propulsi roket akan dianalogikan dengan menggunakan roket air sederhana. Prinsipnya

adalah botol akan meluncur bila botol diberi tekanan udara yang tinggi ( dari pompa ) dan di dalamnya

diberi sedikit air untuk menghasilkan tenaga semburan yang lebih besar.Prinsip kerja propulsi roket ini

merupakan penerapan dari hukum ketiga Newton dan kekelan momentum.

mdvdt

=ukeluar|dmdt |+Feks[1]

dimana ukeluar adalah kecepatan semburan gas, m adalah masa roket dan air di dalamnya, dan Feks

adalah gaya eksternal dari roket.

Gaya dorong roket merupakan gaya yang bekerja pada roket akibat gas yang dikeluarkan. Sesuai

persamaan di atas, maka diperoleh

Fdorong=ukeluar|dmdt |[2]

agar roket dapat dipercepat ke atas maka gaya dorong harus lebih besar dari gaya eksternal. Dan

diperoleh kelajuan gerak roket

v f=v i+ukluar lnmi

m f

−¿[3]

Untuk kelajuan roket yang bergerak tanpa gaya eksternal adalah`

v f=v i+ukluar lnmi

m f

[4]

dimana vf dan vi adalah kelajuan akhir dan kelajuan awal , mf dan mi adalah massa akhir dan awal

roket. Pada saat roket meluncur ketinggian maksimum yang dapat di capai sebesar

y=v0

2sin2 θ2g

[5 ]

dan posisi terjauh roket, yaitu posisi ketika roket kembali memiliki posisi y = 0, terjadi pada

x=2 v0 y v0 x

g=

v02 sin 2θ

g[6]

sedangkan waktu tempuh kembali ke pososo y = 0 adalah

t=2v0 sinθ

g[7]

Alat dan Bahan

1. Set peralatan roket air

2. Air

3. Lintasan peluncur

4. Pompa (kompresor)

5. Pengukur tekanan

6. Busur derajat

7. Stop watch

8. Jangka sorong

9. Meteran

10. Neraca ohaus

Prosedur Percobaan

Untuk yang pertama kita siapkan roket yang telah disi air sebanyak ½ dari volume tangki roket,

kemudian ditimbang massanya dan dicatat sebagai massa awal roket, selanjutnya hubungkan roket

dengan pompa dan pasangkan roket pada lintasan peluncur yang telah disediakan serta atur

sudutnya yaitu 150, 300 ,450, 600, 750 dan 900, apabila sudut yang diatur tadi telah dicapai oleh

pompa roket tersebut kemudian kita catat tekanan saat roket meluncur, jarak roket tersebut dan

waktu tempuh roket .

Data Hasil Percobaan

Jari jari pentil = 0,0025 m

Luas Pentil = 0,0000198m2

Table 4.1.1 hasil percobaan

Su

dut

t

to

ta

l

(s)

(

m

)

Tekanan(

Pa)

Mi

(kg)

Mf

(kg)

(m)

150 0,

4

3,

5

300000 0,50

379

0,29

65

0,20

73

300 0,

7

8,

7

5

400000 0,50

379

0,27

25

0,23

13

450 1,

9

1

4,

1

350000 0,50

379

0,25

6

0,24

8

600 1,

9

8,

7

300000 0,50

379

0,25

6

0,24

8

750 1,

6

3 290000 0,50

379

0,25

6

0,24

8

850 2,

2

2,

5

300000 0,50

379

0,25

6

0,24

8

Pembahasan

Table 2.1.kelajuan semburan air dan kelajuan dorong roket

Sudut F=P.A (Pa m2)

(Pa.s.m)

(m/s)

150 5,94 11,46 2,07

300 7,92 23,97 7,73

450 6,93 53,09 16,99

600 5,94 45,50 11,85

750 5,742 37,04 9,11

850 5,94 52,69 13,73

=10,25

Table 2.2. jarak dan waktu tempuh terjauh

(m/s)

(m)

(s)

0,5 4,28 0,02 4,14 0,25 0,104

0,87 59,75 5,19 15,46 0,5 0,77

1 288,66 28,87 33,96 0.70 2,37

0,866 140,42 12,16 23,7 0,86 2,03

0,5 82,99 4,15 18,22 0,96 1,75

0,17 188,5 3,20 27,46 0,99 2,72

127,4

10 20 30 40 50 60 70 80 9002468

10121416

Grafik 4.2.1 jarak terhadap sudut pelontar

sudut pelontar (0)

jara

k (m

)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.202468

10121416

f(x) = 13.2338979612536 x − 1.8569342394428R² = 0.826060639893465

Grafik 4.2.2 jarak x terhadap sin2θ

sin2θ (0)

jara

k (m

)

y=mx+c dimana m= maka g=9,63 m/

Jarak tempuh terjauh yang dapat dipakai roket secara teori menggunakan persamaan (5) jika

dibandingkan dengan pengukuran langsung ternyata roket menempuh jarak terjauh pada kemiringan

450, yaitu pada jarak 14,10m menurut pengukuran langsung dan menurut perhitungan teori

diperoleh 28,87m. Sedangkan waktu tempuh jarak terjauh yang dapat dicapai roket secara teori

dengan menggunakan persamaan (7) jika dibandingkan dengan pengukuran langsung juga

memerlukan waktu yanng paling lama pada sudut 900. Untuk perhitungan gravitasi bumi dari grafik

jarak x terhadap sin2θ mendekati nilai sebenarnya yaitu 9,63 m/s2, sedangkan perhitungn nilai

gravitasi dari grafik waktu (t) terhadap sinθ menghasilkan nilai yang agak jauh yaitu 9,02 m/s2.

Beberapa faktor yang menyebabkan eror ini diantaranya adalah kesalahan dalam pengukuran,

kesalahan pembacaan skala alat ukur, terutama ketika pembacaan besar tekanan saat roket meluncur

yang dirasa sangan sulit karena jarum penunjuk skala pada pompa naik turun naik turun, selain itu

faktor eksternal seperti angin besar yang menghambat gerak roket (sedangkan roket terbuat dari

bahan yang massanya sangat ringan) juga sangat berpengaruh besar untuk hasil eror yang

didapatkan.

Kesimpulan

Hukum aksi reaksi dapat dilihat dengan adanya gaya roket kepada air yang dibuang dan air yang

mengerjakan gaya yang sama dan berlawanan pada roket. roket air mendapatkan sebuah dorongan

jika botol diberi tekanan udara yang tinggi (dari pompa) dan di dalamnya diberi sedikit air untuk

menghasilkan tenaga semburan yang lebih besar

Pustaka

1] Sanjaya W.S., Mada. 2010. Modul Eksperimen Fisika II. Bandung: Lab Fisika UIN SGD.