Prinsip Kerja Roket Air

                     

Roket air adalah salah satu jenis roket yang menggunakan air sebagai bahan bakarnya. Pada prinsipnya kerja sebuah roket air  adalah sebuah botol akan meluncur bila botol tersebut diberi tekanan udara yang tinggi (dari pompa) dan didalamnya diberi sedikit air untuk menghasilkan tenaga semburan yang lebih besar. Prinsip tersebut mengacu kepada hukum ketiga Newton (Hukum aksi Reaksi). Prinsip kerja propulsi roket merupakan penerapan dari hukum ketiga Newton dan kekekalan momentum. Prinsip kerja pada  roket ini sama dengan yang dipakai cumi-cumi atau gurita untuk mendorong diri mereka. Mereka mengeluarkan air dari tubuh mereka dengan gaya yang sangat besar, dan air yang dikeluarkan mengerjakan gaya yang sama dan berlawanan pada cumi-cumi atau gurita, mendorongnya ke depan. Sebuah roket mendapatkan sebuah dorongan dengan membakar bahan bakar dan membuang gas yang terbentuk lewat belakang. Roket mengerjakan gaya pada gas buang, dari hukum Newton III, gas mengerjakan gaya yang sama dan berlawanan pada roket. Dengan menggunakan analisis perubahan momentum system maka diperoleh persamaan propulsi roket, secara matematis dapat ditulis sebagai :

                                                

dimana   adalah kecepatan semburan gas, m adalah massa roket dan air di dalamnya, dan F_eks adalah gaya eksternal dari berat roket. Gaya dorong roket merupakan gaya yang bekerja pada roket akibat gas yang dikeluarkannya. Sesuai persamaan di atas, maka diperoleh :

                                               

Karena gaya eksternal (F_eks =-mg) bernilai negatif, maka agar roket dapat dipercepat keatas maka gaya dorong harus lebih besar dari gaya eksternal tersebut. Setelah kita mensubstitusikan F_eks dan membagi dengan m diperoleh :

                                               

Kelajuan gerak roket dapat ditulis :

                                              

Sedangkan untuk kelajuan roket yang bergerak dalam ruang bebas tanpa gaya eksternal, persamaannya adalah :

                                                  

Dimana v_f dan v_i adalah kelajuan akhir dan awal roket, m_f dan m_i adalah massa akhir dan awal roket.

Subscribe to receive free email updates: