LAPORAN FISIKA
PEMBUATAN ROKET AIR
Untuk memenuhi tugas penerapan hukum Kekekalan
Momentum
Disusun oleh :
KELOMPOK 6
1. ALFINA
2. BARA P
3. DEWI HAPSARI
4. UKY CHESYA
VIRTANYA
KELAS : X MIA 4
SMAN 1 JOGOROGO
Tahun Pelajaran 2016/2017
KATA
PENGANTAR
Puji syukur
kami panjatkan kehadirat Alloh Swt. yang selalu melimpahkan taufik, hidayah
,dan karunia-Nya. Sejalan dengan perkembangan sains saat ini, kami melakukan
serangkaian uji coba dan membuat karya Roket Air Sederhana yang bahan-bahannya
ada di sekitar kita. Kami berharap, karya kami yang tak seberapa dapat
digunakan untuk meningkatkan, mengembangkan, dan menerapkannya dalam kehidupan
sehari-hari, serta untuk menumbuhkan semangat belajar dan cinta ilmu
pengetahuan dengan tidak meninggalkan akhlakul karimah. Untuk itulah isi
laporan ini kami susun dengan sederhana, menyenangkan, dan mudah dimengerti.
Terima kasih
kami haturkan kepada Bapak guru, teman-teman di SMAN 1 JOGOROGO dan semua pihak yang
telah membantu kami dalam menyelesaikan tugas kinerja IPA ini. Kami sadar bahwa
laporan ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran
dari berbagai pihak untuk perbaikan isi laporan ini kami terimah dengan senang
hati.
Jogorogo,07 mei 2017
Penyusun
DAFTAR
ISI
HALAMAN
JUDUL i
KATA
PENGANTAR ii
DAFTAR ISI iii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang 1
B. Alasan pemilihan judul 2
C. Tujuan 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A.
Landasan teori
3
B.
Cara
membuat roket air 4
C.
Cara kerja roket air 5
D.
Faktor
yang mempengaruhi kerja roket air 6
E.
Konsep
ipa yang berhubungan dengan roket air 7
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan 9
B. Saran lampiran 9
DAFTAR
PUSTAKA 10
LAMPIRAN 11
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Fisika adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang
terluas. Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi
dalam lingkup ruang
dan waktu.
Para fisikawan atau ahli fisika mempelajari perilaku
dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis
yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam
semesta sebagai satu kesatuan kosmos.
Beberapa sifat
yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem materi
yang ada. Sifat semacam ini sering disebut sebagai hukum fisika.
Dan salah satu hukum dasar yang ada dalam ilmu Fisika adalah hukum kekekalan
momentum.
Hukum kekekalan
momentum menyatakan bahwa “jika tidak ada gaya luar yang bekerja
pada sistem, maka momentum total sesaat sebelum sama dengan momentum total
sesudah tumbukan”. Pernyataan ini mengisyaratkan bahwa nilai momentum total
ketika benda bertumbukan adalah konstan atau tidak berubah. Untuk memahami
hukum ini, dapat kita mulai dengan memahami Hukum ketiga Newton tentang
Aksi-Reaksi. Salah satu penerapan dalam hukum kekekalan momentum adalah sistem
Roket.
Roket
diperoleh dengan cara yang mirip dengan bagaimana senapan memperoleh
percepatan. 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. Hal inilah yang menyebabkan wahana roket dibuat bertahap banyak.
Atas dasar
tersebut, kami melakukan sebuah praktikum mengenai hukum kekekalan momentum
dalam penerapannya untuk mengetahui bagaimana prinsip penerapan hukum kekekalan
momentum dengan menggunakan roket air sebagai objek praktikum.
B.
Rumusan Masalah
1.
Apakah itu
roket air?
2.
Bagaimana
membuat roket air?
3.
Apa yang
menyebabkan roket dapat terbang?
C. 1.3 Tujuan
Penulisan
1.
Untuk
mengetahui definisi roket air.
2.
Untuk
mengetahui cara membuat roket air.
3.
Untuk
memahami penyebab roket air dapat terbang.
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKA
A. Landasan Teori
Roket air
adalah salah satu jenis roket yang menggunakan air
sebagai bahan bakarnya. Wahana tekan yang berfungsi sebagai mesin roket
biasanya terbuat dari botol plastik bekas minuman ringan. Jika dimanfaatkan pada tekanan tertentu udara
mempunyai energi untuk mendorong sesuatu.
Udara yang
dimanfaatkan pada roket air akan mendorong air keluar, karena lubang untuk
keluarnya air yang terdorong oleh udara kecil maka mempunyai kecepatan dan
energi yang cukup besar. Hal ini sesuai dengan rumus debit air. Air yang
terdorong keluar akan mendorong udara bebas sehingga roket bisa meluncur.
Komposisi air dan udara juga mempunyai perbandingan tertentu agar menghasilkan
dorongan yang maksimal. Karena besarnya tekanan udara yang dimanfaatkan harus
sesuai dengan air yang diisi, sehingga pada akhirnya udara yang dimanfaatkan
cukup untuk mendorong air yang diisikan ke dalam badan roket.
B. CARA MEMBUAT
ROKET AIR
ALAT
DAN BAHAN :
2 botol bekas coca-cola 1
liter
Pipa Paralon ½ inch 2
meter.
Kertas karton (dipakai
untuk atap atap kanopi)
7-10 cable teast.
2 penutup pipa paralon (
Dop tanpa ulir) ukuran ½ inc.
Pompa
Air
Cincin untuk gas
Sambungan pipa berbentuk
T.
Sambungan pipa paralon 1
inc.
Gunting, gergaji, lakban
bening, lakban hitam, cutter, dan double tape.
Cara Membuat Roket Air :
1.
Ambil satu
botol kemudian potong bagian bawahnya. Masukan alas botol yang belum dipotong
ke dalam botol yang sudah berlubang dan rekatkan dengan lakban bening.
2.
Buatlah sayap
menggunakan kertas karton dengan bentuk sesuai selera dan ukurannya sama. Bisa
bentuk segitiga siku-siku , bujur sangkar, atau setengah bulan sabit. Kemudian
rekatkan pada ujung botol yang tidak dipotong menggunakan lakban bening.
3.
Buatlah
bagian nosecone menggunakan kertas karton. Caranya buatlah lingkaran dengan
diameter yang diinginkan. Tergantung dari ujung botol lancip atau tumpul.
Apabila ujung botol semakin lancip maka diameter lingkarannya harus semakin
lebih lebar. Kemudian buatlah bentuk kerucut. Rekatkan sisinya menggunakan
doubletape. Masukan pemberat ke dalam kerucut dan rekatkan di ujung kerucut
dengan double tape agar posisinya tetap saat meluncur. Kemudian satukan
nosecone dengan botol mengunakan lakban bening.
Cara Membuat
Peluncur (Launcher) :
1.
Ambilah tutup botol yang akan dimodifikasi, lubangi bagian tengahnya
menggunakan gergaji, lubang seukuran pipa peluncur.
2.
Setelah dilubangi, tutup botol tersebut diberi ring karet atau karet ban
bekas yang diatur menjadi seperti cincin.
3.
Potong pipa peluncur dengan panjang 60 cm.
4.
Pasang pipa penyangga pada pipa peluncur menggunakan klem.
5.
Lalu, atur secara berurutan tutup botol hasil modifikasi dan cincin karet
pada pipa peluncur yang nantinya akan dimasukkan ke dalam mulut roket botol.
6.
Masukan pipa pemantik yang telah diberi tali penarik pada ujung bawah
ke dalam pipa peluncur.
7.
Usahakan di
setiap sambungan jangan sampai ada lubang supaya udara tidak dapat keluar
ataupun masuk.
C. CARA KERJA ROKET
AIR
1.
Dimasukkan
air secukupnya ke dalam badan roket air melalui mulut botol (Untuk gaya dorong
maksimum, volume air sepertiga volume botol). Air digunakan sebagai medium
pendorong roket air (massa jenis air lebih besar dari pada massa jenis udara).
Sesuai dengan
hukum Tekanan Hidrostatis:
FA = ρ . g . h
Semakin besar
massa jenisnya (ρ) maka semakin besar gaya dorong roket (FA). Na
2.
Katup roket
air dipasang dengan badan roket air. Katup Roket air memiliki luas penampang
yang jauh lebih kecil dibandingkan mulut botol,
Sesuai dengan
Hukum Pascal :
Semakin kecil
luas penampang (A₁), semakin besar gaya dorong yang dihasilkannya (F₂).
3.
Sudut
peluncuran roket diatur sedemikian rupa (Untuk menempuh jarak terjauh digunakan
sudut 45° terhadap garis horizontal).
Sesuai
dengan rumus Gerak Vertikal Ke atas lintasan parabola
4.
Dilakukan
pemompaan, pemompaan bertujuan untuk memampatkan volume, volume berbanding
terbalik dengan tekanan. Semakin kecil volum semakin besar tekanan. (Semakin
besar frekuensi pemompaan atau semakin banyak dipompa, semakin jauh jarak yang
ditempuh roket, namun pemompaan yang berlebihan dapat merusak pompa itu sendiri
dan juga merusak roket).
Sesuai dengan
hukum Tekanan Hidrostatis:
P≈F
(P berbanding
lurus dengan F)
Semakin besar
tekanan, gaya dorongnya juga akan semakin besar.
5.
Pada saat
pemompaan dirasa cukup,paralon penyangga ditarik. sehingga katup akan terdorong
keluar, dan roket air dapat mengangkasa ke udara.
D. FAKTOR YANG
MEMPENGARUHI KERJA ROKET AIR
1.
Wings (sayap)
Ukuran
wings yang bagus adalah yang tidak terlalu lebar atau tidak terlalu sempit,
karena dapat berpengaruh pada kestabilan roket saat meluncur. Makin lebar sayap
maka makin lebar pula luas penampang roket. Makin lebar luas penampang roket,
makin mudah bagi roket untuk mengalirkan udara tetapi juga makian besar
hambatan yang diterima roket. Bahannya bisa dari kertas karton (dipakai untuk
pintu kanopi), atau bisa juga menggunakan sterofoam. Tetapi apabila kita
menggunakan sterofoam, bisa cepat rusak karena tidak kuat.
Jumlah sayap
dapat tiga atau empat buah tetapi yang bagus adalah tiga buah. Apabila roket
meluncur di udara berbelok atau berputar-putar seperti baling-baling, mungkin
terjadi kesalahan pada jumlah sayap, bentuk dan ukuran yang tidak sama,
sehingga akan menyebabkan roket jatuh sebelum mencapai jarak yang maksimal.
Fungsi dari wings adalah sebagai pengarah aliran udara dari ujung roket menuju
belakang. Selain itu juga, sebagai penyeimbang ketika roket meluncur di udara
agar tetap stabil.
2.
Body ( Botol)
Body
roket terdiri dari satu atau dua botol air minum bekas baik yang bersoda maupun
air minum biasa. Tetapi botol yang bagus di gunakan untuk membuat roket adalah
botol bersoda ukuran besar (1 liter). Alasannya karena mampu menampung lebih
banyak udara dan air serta mempunyai tekanan yang lebih kuat, sehingga roket
akan meluncur lebih jauh. Dalam pembuatan roket seringnya ruang kompresi
digunakan sebagai body roket pula. Alur pada permukaan botol juga berpengaruh
pada hambatan angin yang diterima roket.
3.
Nose cone
Nose
cone adalah bagian paling ujung dari roket. Bentuknya bermacam-macam, mulai
dari bentuk kerucut, kerucut tumpul, sampai yang tidak mempunyai nose cone
(hanya ujung botol saja). Bentuk Nose cone yang bagus adalah bentuk kerucut,
karena lebih mudah membelah udara saat roket meluncur. Bahan untuk membuat nose
cone hendaknya lebih lunak dari pada bahan untuk membuat wings supaya lebih
mudah untuk dibentuk, seperti bahan karton.
4.
Volume Air
Bahan
bakar dari roket air adalah air. Volume air dalam botol yang paling ideal
adalah 1/3 volume botol. Apabila volumenya terlalu banyak maka akan membutuhkan
waktu pemompaan yang lama dan roket biasanya menjadi tidak stabil. Sebaliknya
jika volumenya kurang dari 1/3 maka roket akan meluncur sebelum waktunya
sehingga jarak tempuh roket kurang maksimal.
5.
Cara Memompa
Pompa
yang digunakan adalah pompa sepeda yang memiliki tekanan udara yang kuat.
Teknik memompa diawali dengan pelan-pelan kemudian cepat, hingga botol terlepas
dari peluncurnya. Apabila proses memompa berhenti dan botol belum terlepas atau
tidak segera diluncurkan maka udara dalam botol akan habis, sehingga roket
tidak dapat meluncur secara maksimal.
6.
Sudut
Peluncuran
Sudut
peluncuran yang mampu membuat roket mencapai jarak maksimal adalah 45°. Apabila
sudutnya lebih dari itu maka roket akan meluncur ke atas dan jarak yang di
tempuh jadi kurang maksimal. Begitu juga sebaliknya apabila sudutnya kurang
dari itu, roket akan jatuh dalam jarak yang masih lumayan dekat.
E.KONSEP IPA YANG BERHUBUNGAN DENGAN ROKET AIR
Beberapa
konsep IPA yang ada dalam Roket Air Sederhana adalah sebagai berikut :
1. Udara memiliki
tekanan
Udara yang dipompakan ke dalam
botol mengakibatkan botol semakin keras. Hal ini berarti udara memiliki
tekanan. Semakin banyak udara yang kita pompakan ke dalam botol semakin besar
pula tekanan yang diterima botol tersebut, sebaliknya semakin sedikit udara
semakin kecil pula tekanan yang diterimanya.
2. Udara menempati
ruang
Seperti hal tersebut di atas udara
yang dipompakan ke dalam botol membuat botol sedikit mengembang dan menjadi
keras. Hal ini berarti udara mengisi seluruh ruangan yang ditempatinya.
3. Perubahan Energi
Energi
potensial → energi gerak → energi potensial grafitasi → energi gerak.
Udara yang dipompakan ke dalam botol disimpan menjadi
energi potensial. Ketika udara dilepaskan melalui mulut botol, energi potensial
ini diubah menjadi energi gerak, sehingga roket meluncur ke atas. Energi gerak
ini akan diubah lagi menjadi energi potensial grafitasi sehingga roket mencapai
tempat paling tinggi. Ketika roket turun, energi potensial grafitasi diubah
lagi menjadi energi gerak.
4. Gaya Gesek
Ujung roket dibuat runcing atau
kerucut adalah untuk memperkecil gaya gesek dengan udara ketika meluncur.
Karena dengan gaya gesek yang besar akan menghambat laju roket, sebaliknya
dengan gaya gesek yang lebih kecil menjadikan roket meluncur dengan mudah.
5. Gaya Grafitasi
Bumi
Gaya grafitasi dapat kita lihat
ketika roket meluncur ke bawah karena adanya gaya grafitasi bumi.
6. Sifat Bahan dan
Kegunaannya
Sirip roket dibuat dari bahan
kertas karton. Karton memiliki sifat ringan dan agak kaku tetapi tidak mudah
robek sehingga tidak membebani roket serta dapat menjaga keseimbangan roket
ketika meluncur di udara. Badan roket memakai botol dari bahan plastik. Plastik
memiliki sifat ringan dan sedikit lentur serta tahan terhadap tekanan udara yang
terdapat dalam botol.
BAB
III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Roket air
adalah roket yang berbahan bakar atau lebih tepatnya berbahan pendorong air dan
udara bertekanan. Seperti kita ketahui bersama bahwa udara dalam suatu ruangan
akan menekan ke segala arah dan akan mengalir menuju tekanan yang lebih rendah.
Dengan dasar tersebut jika suatu botol diisi dengan udara dengan tekanan
tertentu maka udara dalam botol akan menekan ke segala arah dan jika botol
dilubangi pada suatu titik maka udara akan keluar dari lubang tersebut dan akan
menyebabkan gaya yang berlawanan arah dari keluarnya udara.
Roket bekerja karena ada
aksi dan reaksi (hukum Newton ketiga). Perubahan momentum pada lubang
pengeluaran sama dengan perubahan momentum yang dialami roket, jadi air dan
udara yang keluar dari dalam botol menyebabkan botol terdorong berlawanan arah
dari keluarnya air dan udara.
B. SARAN
Tak ada gading yang tak retak, kami menyadari sepenuhnya
bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna.
Ada
beberapa saran yang perlu disampaikan, antara lain dalam penggunaan bahan-bahan
untuk membuat Roket Air Sederhana sebaiknya menggunakan bahan yang bervariasi
sehingga akan didapat hasil yang lebih baik lagi.
Semoga
isi dalam makalah ini bermanfaat bagi kita semua. Dan pada akhirnya terwujudnya
cita-cita dan tujuan yang kita harapkan.
DAFTAR
PUSTAKA
LAMPIRAN
No comments:
Post a Comment