Roket dibagi menjadi 2 yaitu liquid roket dan solid roket. Saya akan menjelaskan tentang liquid roket.
Prinsip kerja liquid 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
keren
BalasHapus