DASAR TEORI ROKET AIR Roket air adalah sebuah benda yang terbuat dari botol minuman bekas yang dapat terbang dengan memanfaaatkan air dan udara bertekanan sebagai bahan bakarnya. Cara kerja roket air sederhana yaitu botol minuman bekas yang kita gunakan sebagai badan roket diisi air dengan volume tertentu kemudian udara dimasukkan dengan cara dikompresikan ke dalam botol, kemudian botol ditahan agar tidak terlepas, setelah air dan udara di dalam botol mencapai tekanan tertentu, botol dilepas sehingga botol akan meluncur berlawanan arah dengan arah keluarnya air dan udara bertekanan. Untuk mengkompresikan udara, mengetahui tekanan dalam botol, menahan botol dan meluncurkannya diperlukan suatu mekanisme yang disebut launcher (mekanisme peluncur).
Penerapan hukum Fisika dalam roket air, antara lain : 1. Hukum III Newton Hukum III Newton mengatakan “ Apabila sebuah benda memberikan gaya kepada benda lain, maka benda kedua memberikan gaya kepada benda yang pertama. Kedua gaya tersebut memiliki besar yang sama tetapi tetapi berlawanan arah”. Dimana berlaku Faksi = -Freaksi. Sebelum roket diluncurkan, roket air harus diisi air dan udara bertekanan. Jika udara di dalam roket sudah bertekanan tinggi maka rem ditekan sehingga Roket Air akan terbang. Ketika rem di tekan, otomatis penahan roket sudah tidak ada lagi sehingga udara dan air yang ada di dalam roket akan tersembur keluar. Saat udara dan air tersembur keluar inilah Roket Air memberikan gaya dorong ke bawah (gaya aksi). Gaya aksi (F aksi) = gaya yang diberikan oleh air dan udara pada benda di bawahnya (udara). Benda yang ada di bawah tak lain adalah udara juga. Saat udara yang ada di bawah roket air diberi gaya aksi maka udara akan membalas dengan gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan yaitu ke atas. Gaya reaksi (Freaksi) = gaya yang diberikan oleh udara (yg ada di bawah roket) terhadap air dan udara yang keluar dari mulur roket. Karena gaya reaksi inilah yang menyebabkan roket terdorong ke atas dan akhirnya terbang.
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat/lambat, sehingga gerakan benda dari waktu ke waktu mengalami percepatan/perlambatan. Roket bergerak meluncur ke atas dengan arah vertical ke atas, gerakan roket melawan gaya gravitasi bumi yang menariknya untuk kembali ke bumi. Ketika roket meluncur ke atas, bahan bakar lama kelamaan berkurang sehingga terjadi perlambatan. Setelah mencapai ketinggian tertenu, roket tidak dapat naik lagi, pada saat ini kecepatan roket adalah nol. Oleh karena tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah berhenti bekerja pada roket, menyebabkan roket bergerak turun. Pada saat ini roket mengalami jatuh bebas. Jadi, roket mengalami 2 fase gerakan. Saat bergerak ke atas roket mengalami GLBB diperlambat dengan kecepatan awal tertentu. Lalu setelah bahan bakar habis, roket ditarik oleh gaya gravitasi bumi sehingga mengalami jatuh bebas yang merupakan GLBB dipercepat dengan kecepatan tertentu.
3. Hukum Bernoulli Hukum Bernoulli mengatakan bahwa Jumlah dari tekanan, energi kinetik persatuan volume, dan energi potensial
“
persatuan volume mempunyai nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus”. Persamaan dasar dalam hidrodinamika telah dapat dirintis dan dirumuskan sehingga dapat dimanfaatkan untuk menjelaskan gejala fisis yang berhubungan dengan aliran air. Persamaan dasar tersebut disebut sebagai persamaan Bernoulli / teorema Bernoulli, yakni suatu persamaan yang menjelaskan berbagai hal yang berkaitan dengan kecepatan, tinggi permukaan zat cair dan tekanannya. Persamaan yang telah dihasilkan oleh Bernoulli tersebut juga dapat disebut sebagai hukum Bernoulli, yakni suatu hukum yang dapat digunakan untuk menjelaskan segala yang berhubungan dengan zat alir melalui suatu penampang. Roket diisi air secukupnya dan udara bertekanan sehingga udara dimampatkan. Ketika roket diluncurkan, air yang didorong oleh tekanan botol akan keluar melalui lubang nozzle dengan kecepatan tertentu, tergantung dari volume air dan tekanan udara.
4. Hukum kekekalan momentum Momentum dimiliki oleh setiap benda yang bergerak. Semakin besar momentum suatu benda, maka makin sulit menghentikan laju gerak benda tersebut. Konsep momentum sangat penting, karena pada keadaan-keadaan tertentu, momentum merupakan besaran yang kekal. Percepatan roket berasal dari tolakan gas yang disemburkan roket. Tiap molekul gas dapat dianggap sebagai peluru kecil yang ditembakkan roket. Jika gaya gravitasi diabaikan, maka peristiwa peluncuran roket memenuhi hukum kekekalan momentum. Mula-mula sistem roket diam, sehingga momentumnya nol. Sesudah gas menyembur keluar dari ekor roket, momentum sistem tetap. Artinya momentum sebelum dan sesudah gas keluar sama. Berdasarkan hukum kekekalan momentum, besarnya kelajuan roket tergantung banyaknya bahan bakar yang digunakan dan besar kelajuan semburan gas.
