Prinsip Kerja Roket
Prinsip kerja roket mirip dengan prinsip terdorongnya balon mainan. Sebuah roket mengandung tangki yang berisi bahan hidrogen cair dan oksigen cair. Kedua bahan bakar ini dicampur dalam ruang pembakaran sehinga terjadi pembakaran yang menghasilkan gas panas yang akan menyembur keluar melalui mulut pipa yang terletak pada ekor roket. Terjadi perubahan momentum gas dari nol (0) menjadi mv selama selang waktu tertentu (∆t). Ini menghasilkan gaya yang dikerjakan roket pada gas (sesuai dengan persamaan F=∆p/∆t,gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda per satuan waktu ) dengan arah kebawah. sesuai hukum III Newton, timbul reaksi gaya yang dikerjakan gas pada roket, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan yaitu ke atas. Jadi, gas akan mengerjakan gaya ke atas pada roket sehingga roket akan terdorong ke atas.
Jika gaya berat kita abaikan sehingga tidak ada gaya luar yang bekerja
pada sistem roket, maka prinsip terdorongnya roket memenuhi hukum Kekekalan Momentum.
Oleh karena mula-mula sistem (roket dan bahan bakar) diam, maka
momentumnya sama dengan nol. sesudah gas menyembur keluar dari roket,
momentum sistem tetap, atau dengan kata lain momentum sebelum dan
sesudah keluar adalah sama.
m1 v1+m2 v2 = 0
m1 v1 = -m2 v2
Berasarkan kekekalan momentum, kelajuan akhir yang dapat dicapai sebuah
roket bergantung pada banyaknya bahan bakar yang dapat dibawa oleh
roket dan kelajuan pancaran gas. Oleh karena kedua besaran ini terbatas
maka digunakanlah roket-roket bertahap (multistage rokets). yakni beberapa roket yang digabung bersama.
Ketika bahan bakar tahap pertama telah terbakar habis, roket ini
dilepaskan. begitu sterusnya,, sehingga pesawat-pesawat antariksa yang
pergi ke luar angkasa dapat terbang tinggi meninggalkan bumi. banyaknya
stage atau tahapan tergantung kebutuhan kelajuan pada misi roket itu
sendiri.
contoh soal :
sebuah
slinder mengandung 12 kg gas yang dimampatkan. jika slinder tersebut
dibuka maka gas akan menyembur keluar dari mulut pipa sehingga slinder
akan kosong dalam waktu 1 menit 30 detik. jika gas menyembur dari mulut
pipa dengan kecepatan 25 m/s, hitung gaya yang dikerjakan gas pada
slinder itu???
1. momentum gas mula-mula sama dengan 0 (nol) sebab gas mula-mula diam dalam slinder
p1=0
2. momentum gas pada waktu keluar dari slinder dengan kecepatan 25m/s adalah
p2=m v
=(12 kg) x (25 m/s) = 300 kg m/s
3. perubahan momentum gas yang terjadi selama 1 menit 30 detik adalah
F=∆p/∆t
∆p= p2-p1
=300-0= 300 kg m/s
F= (300 kg m/s) / (90 detik)
= 3.3 newton
berarti gaya ke atas yg mengangkat roket sama dengan gaya yg dikeluarkan roket kebawah yaitu 3.3 Newton.
sumber : denditriyandi.blog.unikom[dot]ac[dot]id
0 comments:
Posting Komentar