Prinsip Kerja Roket
Dorongan
roket dan jet merupakan penerapan yang menarik dari hukum III Newton dan Kekekalan momentum. Roket memiliki tangki yang berisi bahan bakar hydrogen cair dan oksigen cair. Bahan bakar tersebut dibakar dalam ruang pembakaran sehingga menghasilkan gas lalu dibuang melalui mulut pipa yang terletak dibelakang roket. Akibatnya terjadi perubahan momentum pada gas selama selang waktu tertentu. Berdasarkan hukum III Newton, perubahan momentum selama suatu selang waktu tertentu = gaya total.Jadi bisa dikatakan bahwa terdapat gaya total pada gas yang disemburkan roket ke belakang.Gaya total tersebut merupakan gaya aksi yang diberikan oleh roket terhadap gas, di mana arahnya ke bawah. Sebagai tanggapan, gas memberikan gaya reaksi kepada roket, di mana besar gaya reaksi = gaya aksi, hanya arahnya berlawanan. Gaya reaksi yang diberikan oleh gas tersebut yang mendorong roket ke atas.
Dasar Teori
Prinsip propulsi roket akan dianalogikan dengan menggunakan roket air sederhana. Prinsipnya adalah botol akan meluncur bila botol diberi tekanan udara yang tinggi (dari pompa) dan di dalamnya diberi sedikit air untuk menghasilkan tenaga semburan yang lebih besar. Prinsip kerja propulsi roket ini merupakan penerapan dari hukum ketiga Newton dan kekekalan momentum. keluar
eks
dimana Ukeluar adalah kecepatan semburan gas, m adalah massa roket dan air di dalamnya, dan Feks adalah gaya eksternal dari roket.
Gaya dorong roket merupakan gaya yang bekerja pada roket akibat gas yang dikeluarkan. Sesuai persamaan di atas, maka diperoleh.
F dorong =F keluar Agar roket dapat dipercepat ke atas maka gaya dorong harus lebih besar dari gaya eksternal. Dan diperoleh kelajuan gerak roket.
vf = vi + U keluar
dimana vf dan vi adalh kelajuan akhir dan kelajuan awal, mf dan mi adalah massa akhir dan awal roket. Pada saat roket meluncur ketinggian maksimum yang dapat di capai sebesar.
dan posisi terjauh roket, yaitu posisi ketika roket kembali memiliki posisi y = 0, terjadi pada
Sedangkan waktu tempuh kembali ke posisi y = 0 adalah
Cara Kerja Roket
Pada awal perkembangan roket, roket digerakan dari hasil pembakaran bahan bakar minyak gas dan oksigen cair, untuk menghasilkan gas panas yang meledak ke awah dan mendorong roket ke atas.Untuk roket V-2 yang dikembangkan Hitler, meggunakan turbin uap untuk memompa alcohol dan oksige cair ke dalam ruang bakar yang menghasilkan ledakan beruntun yang mending roket ke atas. Prinsip kerja roket merupakan penerapan dari Hukum Newton III
tentang gerak, dimana energy panas diubah menjadi energy geak. Prinsip kerja dari roket berbahan bakar cair dan padat sama, di mana hasil pembakaran menghasilkan gaya dorong ke atas. Kelebihan dari roket berbahan bakar padat mampu menyimpan bahan bakar dengan jumlah besar untuk ruang penyimpanan yang sama, kerana telah dipadatkan, sedangkan bahan bakar cair tidak bisa dimampatkan.
Komponen utama roket terdiri dari empat bagian yaitu; rangka (structure sistem), Beban (payload system), sistem pemandu (guidance system) dan sistem propulsi (propultion system). Keterangan gambar : Solid-full mesin roket memiliki keunggulan penting : kesederhanaan, biaya rendah dan keamanan. Kelemahan : dorong tidak dapat dikontrol dan begitu dinyalakan mesin tidak bisa dihentikan atau restart Combustion chumber, berfungsi sebagai tempat terjadinya pencampuran antara udara yang telah dikompresi dengan bahan bakar yang masuk. Combustion liners; terdapat didalam combustionn chamber yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya pembakaran. Fuel nozzle, berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar kedalam combustion liner
Lynitors (spark plug), berfungsi untuk memercikkan bunga api kedalam combustions chamber sehingga campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar. Transitions fieces, berfungsi untuk mengarahkan dan membentuk aliran gas panas agar sesuai dengan ukuran nozzle. Cross Fice Tubes, berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua combustion chamber.
