MAKALAH PEMBUATAN ROKET AIR

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.