BAB
I
PENDAHULUAN
A.
LATAR
BELAKANG
Fisika
merupakan salah satu mata pelajaran yang telah kita pelajari sejak duduk pada
tingkat Sekolah Dasar (SD). Di dalamnya memuat banyak teori yang telah
diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Tentunya, dalam berkehidupan
sehari-hari kita tidak pernah lepas dari teori fisika. Misalnya hukum gravitasi
pada peristiwa jatuhnya buah apel dari pohonnya. Selain itu, dalam ilmu
pengetahuan juga memanfaatkan fisika, seperti pembuatan pesawat ulang-alik,
roket, pesawat terbang, balon udara dan masih banyak lagi. Nah, untuk
mengetahui salah satu penerapan teori fisika, dalam karya tulis ini akan
disajikan mengenai roket air dengan judul “ROKET AIR”.
A.
RUMUSAN
MASALAH
1. Apakah itu roket air ?
2. Bagaimana cara membuat roket air
?
3. Bagaimana cara kerja roket air ?
4. Faktor apa saja yang ikut
menentukan keberhasilan roket air ?
5. Apa saja konsep IPA yang
berhubungan dengan roket air?
B.
TUJUAN
1. Untuk mengetahui
hubungan antara beberapa konsep IPA dengan Roket Air Sederhana.
2. Untuk membuktikan
kebenaran beberapa konsep IPA dalam Roket Air Sederhana.
C.
MANFAAT
1.
Untuk memperkaya pengetahuan tentang kinerja IPA khususnya dan ilmu yang lain
pada umumnya.
2. Sebagai
alat kinerja atau alat peraga dalam pembelajaran IPA.
3.
Dapat mengetahui cara membuat roket
air
4. Dapat mengetahui cara kerja roket
air
5. dapat mengetahui factor yang
menentukan keberhasilan roket air
6. Dapat mengetahui konsep IPA yang
berhubungan roket air
BAB
II
ISI
A. PENGERTIAN DAN TEORI ROKET AIR
Roket
air disebut juga water rocket merupakan sebuah benda yang bisa terbang dengan
memanfaatkan air dan udara. Roket air mulai populer di Indonesia sekitar tahun
2005/2006. Roket air sering dilombakan baik pada tingkat kabupaten, provinsi,
bahkan nasional. Peserta perlombaan kebanyakan pelajar baik yang duduk di
bangku sekolah menengah bahkan mahasiswa.
Teori fisika yang menjelaskan
bagaimana roket air bisa terbang adalah hukum III Newton. Hukum III Newton
mengatakan bahwa “ Jika benda A memberikan gaya pada benda B (Gaya Aksi/Faksi),
maka benda B akan memberikan gaya pada benda A (Gaya Reaksi/Freaksi). Kedua
gaya ini memiliki besar yang sama tetapi arahnya berlawanan”.
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.
trimakasih... sangat bermanfaat banget
BalasHapussemoga semakin sukses....
bermanfaat makasih
BalasHapusterimakasih bermanfaat sekali
BalasHapusterima kasih sangat membantu
BalasHapussip terimkasih. ijin kopas
BalasHapusterimakasih boleh izin copas ya
BalasHapusMaksih ya bermanfaat baget
BalasHapusIYA SAMA SAMA YAAA. UUUUUUCHHHHH.....
BalasHapusMakalah nya bagus kk, banyak pembelajaran yang ada di dalam nya
BalasHapusmohon maaf, izin copas ya, makasih banyak
BalasHapusIt's so helpful
BalasHapus