Laporan Praktikum Roket Air

PENDAHULUAN

1.1. Pembatasan Masalah

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. 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. Dalam karya tulis ini kami akan berusaha membahas pendeskripsian bahan dan cara membuat roket. Begitu pula dengan prinsip cara kerja roket itu sendiri.

1.3.Perumusan Masalah

1.      Apa sajakah alat dan bahan untuk membuat roket air ?

2.      Bagaimana cara membuat roket air ?

3.      Bagaimana cara kerja roket air itu sendiri?

4.      Apa fungsi bagian-bagian launcher pada roket air?

1.4.Tujuan Penelitian

1.      Menentukan kecepatan roket pada berbagai sudut.

2.      Mengetahui keperluan waktu roket untuk kembali ke posisi y=0.

3.      Menentukan ketinggian maksimum yang dapat dicapai roket.

1.5.Metode Penelitian

Pada penulisan karya tulis ini kami menggunakan satu metode, yaitu dengan melakukan praktikum peluncuran roket air yang telah kami buat. Dimana dalam melakukan praktikum peluncuran roket air tersebut kami jadi lebih mengetahui bagaimana cara kerja roket air tersebut. Dan kami juga mengetahui seberapa jauh roket air kami terbang.

1.6.Manfaat Penelitian 

1.      Dapat mengetahui faktor apa yang mempengaruhi laju roket air. 

2.      Dapat mengetahui jarak maksimum roket air tersebut.

3.      Dapat mengetahui kendala dan kemulusan laju roket itu sendiri.

BAB II

LANDASAN TEORI

Roket air merupakan salah satu jenis roket yang menggunakan air sebagai bahan pendorong yang berasal dari tekanan air. Wahana tekan yang berfungsi sebagai mesin roket biasanya terbuat dari botol plastik bekas mineral. Air dipaksa keluar oleh udara yang bertekanan, biasanya udara yang telah terkompresi.

Roket air merupakan bentuk praktik dari pelajaran atau teori fisika yang biasa dipelajari di sekolah. Khususnya mengenai tekanan dan gaya dorong yang disebabkan udara. Cara membuatnya sangat sederhana, hanya dari dua buah botol plastik bekas minuman yang diberi sayap di bagian bawahnya sehingga menyerupai bentuk roket.  Kemudian botol diisi air. Setelah siap, roket dihubungkan dengan pompa udara. Dengan tekanan udara dari pompa roket pun meluncur. Tak hanya menjadi wahana praktik, roket air ternyata sudah dikenal di kalangan komunitas pecinta ilmu pengetahuan.

Prinsip propulsi roket akan dianalogkan dengan mengguanakan roket air sederhana. prinsipnya yaitu, botol akan meluncur bila botol diberi tekanan udara yang tinggi (dari pompa), dan didalamnya diberi sedikit air untuk menghasilkan tenaga semburan yang lebih besar. Botol kemudian bertekanan dengan gas, biasanya udara dikompresi dari sebuah Pompa sepeda,Kompresor udara, atau silinder sampai dengan 125 psi, tapi kadang-kadang CO ₂ atau nitrogen dari sebuah silinder.

Prinsip kerja populasi roket ini merupakan penerapan dari hokum ketiga newton dan kekekalan momentum. Gaya dorong yang bekerja pada roket merupakan gaya yang bekerja pada roket akibat gas yang dikeluarkan. Agar roket dapat dipercepat keatas maka gaya dorong harus lebih besar dari gaya eksternal. dan diperoleh kelajuan gerak roket untuk kelajuan roket yang bergerak tanpa gaya eksternal.

Air dan gas yang digunakan dalam kombinasi, menyediakan sarana untuk menyimpan energi potensial yang mampat, dan air meningkatkan Fraksi massa dan memberikan momentum yang lebih besar ketika dikeluarkan dari nozzle roket. Kadang-kadang aditif digabungkan dengan air untuk meningkatkan kinerja dalam berbagai cara. Sebagai contoh: garam dapat ditambahkan untuk meningkatkan densitas massa mengakibatkan reaksi yang lebih tinggi yang disebut dorongan spesifik. Sabun juga kadang-kadang digunakan untuk membuat busa padat di roket yang menurunkan kepadatan massa reaksi tetapi meningkatkan durasi dorong.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1.         Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang kami gunakan ini adalah penelitian korelatif. Yang dimaksud dengan penelitian korelatif adalah penelitian yang menghubungkan data-data yang ada. Sesuai dengan pengertian tersebut kami menghubungkan data-data yang kami dapat antara yang satu dengan yang lain. Selain itu kami juga menghubungkan data-data yang ada dengan landasan teori yang kami gunakan. Sehingga diharapkan penelitian kami bisa menjadi penelitian yang benar dan tepat.

3.2.         Sumber Data

Sumber data kami adalah dari hasil praktikum disekolah dan informasi-informasi yang kami dapatkan dari internet, dan blog mahasiswa teknik fisika.

3.3.         Teknik Pengumpulan Data

Adapun teknik pengumpulan data yang kami gunakan dalam penelitian ini adalah berdasarkan hasil praktikum atau percobaan meluncurkan roket yang kami lakukan disekolah, dan juga berdasarkan informasi-informasi yang ada kami dapatkan di internet dan blog milik mahasiswa. 

3.4.         Teknik Analisis Data

Cara kami dalam menganalisis data yang kami dapat yaitu, pertama-tama memastikan bahwa semua data dan landasan teori yang kami perlukan telah diperoleh dengan baik.  Lalu kami memastikan kebenaran data yang telah kami kumpulkan berdasarkan hasil praktikum kami. Langkah berikutnya, sesuai dengan jenis penelitian kami, kami menghubungkan data-data yang satu dengan data yang lain dan juga dengan landasan teori yang ada. Langkah terakhir, kami menuangkannya dalam karya tulis ini.

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1. Alat dan Bahan Dalam Pembuatan Roket Air.

1.         Botol bekas aqua (minimal 1,5 liter )

2.         Karton

3.         Isolasi/ lem

4.         Paku 1,5 inchi

5.         Katup (dari pohon sawit)

6.         Pentil (untuk bola voli)

7.         Pompa

8.         Benang nilon

9.         Penyangga 

4.2. Cara Membuat Roket Air

1.      Siapkan aqua botol yg berukuran 1,5 Liter.

2.      Balutlah botol dengan kertas karton, jika ingin memperindah roket air bias di lapisi dengan kertas manila.

3.      Setelah kertas terekat dengan kuat, buatlah kerucut pada belakang botol menggunakan kertas karton.

4.      Buatlah sayap sebanyak 4buah dan di lengketkan pada badan roket agar roket tersebut seimbang.

5.      Lubangi bibir botol dengan paku yang saling berhadapan.

6.      Setelah itu dua buah paku tadi di ikat dengan benang nilon sepanjang 2-3meter.

7.      Buatlah katup (penutup botol) dengan menggunakan batang sawit atau batang kelapa ataupun batang tebu, tapi harus yang muda agar pentil bisa tembus kedalam katup dan memberikan udara kedalam botol.

4.3. Cara Kerja Roket Air

1.   Dimasukkan air (fluida cair) 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.         Setelah itu lekatkan dua buah paku yang sudah di ikatkan benang nilon sepanjang 2-3 meter tadi kebibir botol sehingga melekat pada katup.

4.         Tusukkan pentil kedalam katup, sampai melewati katup tersebut.

5.         Luruskan kedua benang yang berhadapan tadi sesuai arah paku.                             

6.         Sudut peluncuran roket diatur sedemikian rupa (Untuk menempuh jarak terjauh digunakan sudut 45⁰ terhadap garis horizontal).
Sesuai dengan rumus Gerak Vertikal Ke atas lintasan parabola

7.          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.

8.          Pada saat pemompaan dirasa cukup, dan paku pada luas penampang katup ditarik dengan benang. sehingga katup  akan terdorong keluar, dan  roket air dapat mengangkasa ke udara.

4.4.   Bagian Launcher dan fungsinya Pada Roket Air

Launcher mempunyai bagian-bagian yang mempunyai fungsi tertentu launcher pada umumnya terdiri dari beberapa sistem yaitu, sistem pengisian udara,system penjepit/ penahan roket, sistem penyangga dan lain-lain.   

1.         Penyangga pengisian udara dan pengarah.  

Penyangga ini terbuat dari kayu, namun kuat sehingga mampu mengarahkan roket. Kayu ini juga berfungsi untuk mengisi udara kedalam roket tanpa gelembung udara yang menyebabkan roket akan berubah posisi sebelum diluncurkan.

2.         Katup.

Katup berfungsi menahan tekanan dalam roket agar tekanan tidak keluar atau kembali menuju pompa.

3.         Pentil bola voli.

Pentil berfungsi untuk menghubungkan launcher dengan sumber udara yang berupa pompa atau kompresor. Selain itu, pentil juga mempunyai katup yang dapat menahan tekanan dan mencegah kebocoran.

4.         Penyangga.

Penyangga berfungsi untuk memperkokoh posisi launcher pada permukaan tanah, juga mengatur pada sudut berapa roket akan diluncurkan.