Roket Air

PROPOSAL PENGEMBANGAN ROKET AIR (Tugas Mata Kuliah Kolokium Fisika)

Dosen Pengampu Ismu Wahyudi, S.Pd., M.PFis.

Disusun Oleh: Kelompok 3 Anggun Wulandari (1613022016) Ratih Setiani (1653022010) Merry Laraswati (1613022024) Septina Sri Haryanti (1613022018) Muhammad Irfan Pratama (1653022008)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS LAMPUNG 2019

ii

DAFTAR ISI

Halaman COVER ......................................................................................................................... i DAFTAR ISI ................................................................................................................ ii BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ........................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah ...................................................................................... 1 C. Tujuan Pengembangan ............................................................................... 2 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Dasar Teori ................................................................................................ 3 B. Desain Hipotetik ...................................................................................... 14 BAB III. METODOLOGI PENGEMBANGAN ROKET A. B. C. D.

Desain Pengembangan ............................................................................. 15 Prosedur Pengembangan .......................................................................... 15 Alat dan Bahan ......................................................................................... 16 Uji Coba Roket ......................................................................................... 17

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil ......................................................................................................... 19 B. Pembahasan .............................................................................................. 19 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan............................................................................................... 21 B. Saran ......................................................................................................... 21 DAFTAR PUSTAKA

ii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Perkembangan

roket

air

berawal

dari

negara

Amarika

yang

sering

menyelenggarakan kompetisi di sekolah-sekolah, untuk membantu siswa memahami prinsip aeronautics, yang berupa ilmu yang mempelajari tentang pengendalian udara. Penggunaan roket air sebagai media pembelajaran sehingga siswa dapat belajar tentang inersia, gravitasi, resistensi udara, hukum Newton, kecepatan, hubungan anatara kerja dan energi atau impuls dan momentum, gerak peluru, perhitungan jatuh bebas, dan lain-lain.

Perkembangan roket air kemudian menjadi sebuah penelitian fisika dari berbagai usia. Bahkan, kompetisi serta perlombaan membuat roket air banyak diselenggarakan, baik secara nasional hingga tingkat internasional. Roket air merupakan implementasi teknologi yang sederhana namun sangat mendidik serta menyenangkan.

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, penyusun hendak menyusun proposal pengembangan roket air untuk mengetahui cara pembuatan roket air, faktor-faktor yang mempengaruhi jarak tempuh roket air, pengaruh volume air terhadap jarak tempuh roket air, dan pengaruh sudut peluncuran terhadap jarak tempuh roket air.

B. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, rumusan masalah pada proposal ini sebagai berikut.

2

1. Bagaimana pengaruh volume air terhadap jarak tempuh roket air? 2. Bagaimana pengaruh sudut peluncuran terhadap jarak tempuh roket air?

C. Tujuan Pengembangan Tujuan pengembangan roket air sebagai berikut. 1. Mengetahui pengaruh volume air terhadap jarak tempuh roket air. 2. Mengetahui pengaruh sudut peluncuran terhadap jarak tempuh roket air.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Dasar Teori Dasar hukum roket air adalah hukum III Newton (aksi-reaksi) yang berisi: “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 berlawanan arah.” Sebuah roket air terbuat dari botol soda, pompa sepeda, sebuah stopper karet, dan beberapa pipa. Beberapa konsep dan prinsip fisika seperti Hukum Newton, momentum dan impuls serta gerak parabola dapat diaplikasikan pada roket air.

Teori dasar peluncuran roket air, sama dengan percobaan balon yang meluncur ke atas. Roket air memberikan gaya aksi yang sangat besar kepada gas, dengan mendorong gas keluar, dan gas tersebut memberikan gaya reaksi yang sama besar, dengan mendorong roket air ke atas. Gaya dorong yang diberikan gas kepada roket air sama besar dengan gaya yang diberikan roket air kepada gas, hanya arahnya berlawanan. Roket air mendorong gas ke bawah, gas mendorong roket air ke atas. Konsep fisika yang lain yang terdapat dalam prinsip kerja dari roket air adalah tentang dari sifat udara yang memiliki tekanan dan menempati ruang, tentang perubahan energi, serta tentang sifat bahan dan kegunaannya. (Irawati, 2016)

Setiap gaya mekanik selalu muncul berpasangan sebagai akibat saling tindak antara dua benda. Sebagai contoh, bila benda A dikenai gaya oleh benda B, maka benda B juga dikenai gaya oleh benda A. Pasangan gaya ini dikenal sebagai

4

pasangan aksi reaksi, yang dikemukakan oleh Newton, Hukum Newton II berbunyi: “Setiap gaya mekanik selalu muncul berpasangan, yang satu disebut aksi dan gaya yang lain disebut reaksi, sedemikian rupa sehingga aksi-reaksi.”

Sifat pasangan gaya aksi-reaksi yaitu: 1. Besarnya sama 2. Berlawanan arah 3. Bekerja pada benda yang berlainan 4. Terletak pada satu garis lurus (Maharta, 2000: 35-36)

Roket air merupakan instrumen sederhana yang beroperasi mengikuti hokumhukum dalam fisika. Sejauh ini roket air telah dijadikan sebagai suatu wahana permainan belaka. Padahal jika dianalsisis secara konsep gerak yang terdapat dalam roket air terdapat kajian yang cukup kompleks baik secara fisis ataupun matematis. Bentuk penampang roket air yang dibuat dan digunakan pada penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 1. Penelitian terdahulu terkait roket air diantaranya yaitu perancangan roket air dari barang bekas (Barjah, Sambas, & WS, 2012), penganalisisan konsep fisika dalam gerak roket air (Haryani, Amaliah, Fitrasari, & Viridi, 2016), dan perlombaan roket air untuk pembelajaran (Irawati, 2016).

Gambar 1. Bentuk Penampang Roket Air (Pitriana, 2018)

5

Adapun roket yang digunakan dalam perhitungan ini adalah tipe roket balistik sehingga prestasi terbang roket yang dihadapi adalah prestasi terbang roket balistik. Gerakan roket yang di luncurkan diasumsi sebagai gerakan roket dalam dalam lintasan dua dimensi sehingga arah lintasan roket dan sumbu roket berhimpit. Berdasarkan asumsi ini persamaan gerak roket dapat dituliskan dalam system persamaan diferensial biasa (bukan linier) orde pertama. Variable x sebagai jarak jangkauan roket. h sebagai tinggi roket, V sebagai kecepatan roket, 𝛾 sebagai sudut lintasan terbang roket dan m sebagai massa roket. persamaan gerakan roket disajikan sebagai berikut. 𝑑𝑥 = 𝑉 cos 𝛾 𝑑𝑡 𝑑ℎ = 𝑉 sin 𝛾 𝑑𝑡 𝑑𝑉 𝑇 − 𝐷 = − 𝑔 sin 𝛾 𝑑𝑡 𝑚 𝑑𝛾 𝑔 𝑐𝑜𝑠 𝛾 =− 𝑑𝑡 𝑉 𝑑𝑚 = −𝑚 𝑑𝑡 Formula rapat massa udara adalah −ℎ 𝜌 = 𝜌𝑜 𝑒𝑥𝑝 ( ) 𝜆1 Keterangan : 𝜌𝑜 = rapat massa udara muka laut = 0,1225 kg/m3 𝜆1 = konstanta akibat rapat massa udara = 7256,09 m (Sembiring, 2011)

Desain dasar enjin roket cair pada tahap awal dilakukan dengan menggunakan persamaan-persamaan dasar dinamika gas seperti yang dijelaskan pada referensi [Edwards, 2003]. Gaya yang dihasilkan enjin roket berasal dari perubahan momentum per satuan waktu dari gas panas bertekanan tinggi hasil pembakaran

6

propelan di dalam ruang bakar yang dialirkan dan dipercepat melalui nosel. Kecepatan gas yang keluar dari nosel disebut sebagai kecepatan sembur (exhaust velocity). Perubahan momentum dalam enjin roket disebabkan oleh perubahan massa gas hasil pembakaran yang mengalir pada kecepatan semburnya di exit nosel, sehingga gaya dorong enjin roket dapat ditulis seperti persamaan berikut ini. 𝐹 = 𝑚𝑣2 Di mana F (Newton) menunjukkan gaya dorong, m adalah kecepatan aliran massa (kg/detik) dan

𝑣2 adalah kecepatan sembur gas hasil pembakaran yang

didefinisikan sebagaimana rumus berikut. 𝐾−1 𝐾

2𝑘 𝑅′𝑇1 𝑃2 𝑣2 = √ {1 − ( ) 𝑘−1 𝑀 𝑃1

}

dengan, K : rasio panas spesifik R’: konstanta gas ideal 𝑇1 : temperatur ruang bakar M : massa gas hasil pembakaran 𝑃2 : tekanan exit nosel 𝑃1 : tekanan ruang bakar Dari dua rumus tersebut di atas, dapat dihitung kecepatan aliran massa total dari gas hasil pembakaran Dengan menggunakan hukum kekekalan massa, debit total propelan untuk pembakaran tersebut juga dapat diketahui, sehingga debit oksidator dan fuel yang dibutuhkan masing-masing juga dapat diketahui dengan menghitung berdasarkan rasio massa yang telah dipilih sebelumnya seperti persamaan berikut ini. 𝑚𝑜 𝑟𝑚 = 𝑚𝑓 Dimensi dasar nosel ditentukan dari dimensi throat dan exit nosel. Luas throat nosel dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut

7

𝑚 𝑐∗ 𝐴𝑡 = 𝑝1 di mana c* adalah kecepatan karakteristik yang menunjukkan kinerja pembakaran enjin. Kecepatan karakteristik didefinisikan dengan persamaan berikut 𝑘+1

𝑘 + 1 2(𝑘−1) 𝑅′𝑇1 √ 𝑐 =( ) 2 𝑀 ∗

Volume ruang bakar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini: 𝑉𝑐 = 𝑚𝑉1 𝑡𝑠 di mana Vc : volume ruang bakar m : kecepatan aliran massa gas 𝑉1 : volume spesifik rata-rata gas 𝑡𝑠 : waktu tinggal Sedangkan luas exit nosel dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut. 1

𝑘+1

𝑘 − 1 2 2 2(𝑘−1) [ 2 ] [ ] 𝑘+1 𝐴2 = 1 𝐴1 1

𝑘−1 2 𝑘

𝑝 𝑘 𝑝 [𝑝2 ] {1 − [𝑝2 ] 1 1

}

(Hakim, 2015)

Terkait dengan tabung komposit, saat ini sudah banyak sekali dilakukan riset di berbagai tempat di dunia dan sudah dapat diproduksi dengan reliabilitas yang tinggi, namun masih banyak fenomena yang belum sepenuhnya dipahami, misalnya terkait dengan mode kegagalan oleh stress rupture [McLaughlan et al., 2011]. Selain mode kegagalan tersebut, beberapa mode kegagalan lain yang telah diidentifikasi, antara lain, akibat over pressure dan hal yang terkait dengan linernya, baik kekuatan liner itu sendiri maupun yang terkait dengan ikatan antara liner terhadap kompositnya, tergantung jenis materialnya. Beberapa liner yang

8

digunakan dalam tabung komposit ini di antaranya, jenis plastik dan logam [Kong et al., 2004] [Lifshitz et al., 1995] [Kawahara et al., 1996]. Tujuan riset dan pengembangan ini adalah untuk merancang tabung untuk propelan yang bersifat korosif dengan material komposit yang mampu menahan tekanan kerja propelan cair dan gas inert penekan propelan hingga 150 bar dan tekanan pecah hingga 200 bar. Diharapkan dengan pemilihan material komposit, berat total wahana akan berkurang sehingga pengurangan berat struktur tersebut dapat diganti untuk menambah jumlah propelan dan menambah waktu pembakaran lebih lama lagi.

Gambar 2. Ilustrasi Wahana Roket Air

Tabung propelan yang akan didesain dan dibuat adalah tabung pengembangan tahap awal dengan konstruksi paling sederhana tanpa baffle. Batasan dimensinya adalah sebagai berikut: 1. Volume ruang kosong 14.63L 2. Diameter maksimal 230 mm 3. Panjang Tabung 450 mm 4. Tekanan operasi 150 Bar. 5. Tekanan pengujian 200 Bar.

9

Dimensi dasar tabung liner dapat dilihat pada Gambar 3 berikut ini.

Gambar 3. Dimensi Dasar Tabung Propelan Roket Cair (Hakim, 2015)

Asumsi yang digunakan dalam gerak roket dikelompokkan menjadi 4 (empat) fase (ENGR 112C, 2014) yaitu : 1. Fase 1 – Jika tabung peluncur digunakan, maka akan dihasilkan kecepatan mulamula akibat perbedaan tekanan udara di dalam botol dengan tekanan atmosfer dan adanya energi akibat panjang tabung peluncur (t0 dihitung tepat saat roket lepas dari ujung tabung). 2. Fase 2 – Air yang dikeluarkan berperan sebagai bahan bakar roket, memberikan gaya dorong yang kemudian mempercepat roket. 3. Fase 3 – Udara yang dikeluarkan berperan sebagai bahan bakar roket setelah air di dalam roket kosong, memberikan gaya dorong yang kemudian mempercepat roket. 4. Fase 4 - Roket tidak memiliki gaya dorong, kemudian melintasi ketinggian maksimum, dan jatuh ke tanah.

10

Gambar 4. Skema Representasi Roket Air

Asumsi selanjutnya adalah tidak terdapat sirip (fin) yang terlepas pada tubuh roket dan tidak memakai parasut. Oleh karena itu, massa tubuh roket tanpa air tidak akan berubah. Pada fase 1, gaya dorong pada roket diakibatkan oleh adanya perbedaan tekanan dalam roket dan di luar roket, yang secara matematis dituliskan sebagai berikut : 𝐹𝑡 = (𝑃𝑢𝑑 − 𝑃𝑎𝑡𝑚 )𝐴𝑛 Sedangkan besarnya kecepatan roket saat t0 ditentukan dengan mengalirkan kesetimbangan energi disekitar sistem tertutup. Dengan mengasumsikan bahwa terjadi proses ekspansi bebas karena tidak terjadi adanya perubahan suhu dan dengan mendefinisikan persamaan (1), maka kecepatan roket pada fase 1 adalah : 𝑣𝑟 = √2

[(𝑃𝑢𝑑 − 𝑃𝑎𝑡𝑚 )𝐴𝑛 𝐿𝑡 − 𝑚𝑡 𝑔𝐿𝑡 ] 𝑚𝑡

dimana 𝐴𝑛 merupakan luas mulut/lubang roket, Lt merupakan tinggi tabung peluncur, g merupakan percepatan gravitasi dan mt merupakan massa total roket yang besarnya merupakan penjumlahan dari massa roket, massa air dan massa udara, seperti persamaan (3). Dalam hal ini massa udara dipertimbangkan akibat adanya tekanan udara yang berbeda antara di dalam dan diluar botol. 𝑚𝑡 = 𝑚𝑏𝑜𝑡𝑜𝑙 + 𝑚𝑎𝑖𝑟 + 𝑚𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎

11

Pada fase 2 dan 3 gaya dorong pada roket diakibatkan adanya perubahan massa yang dialami roket. Secara matematis untuk fase 2 dan fase 3 besarnya gaya dorong dituliskan berturut-turut oleh persamaan (4) dan (5). 𝑑𝑚𝑎𝑖𝑟 𝑣𝑎𝑖𝑟 𝑑𝑡 𝑑𝑚𝑢𝑑 𝐹𝑡 = − 𝑣 𝑑𝑡 𝑢𝑑

𝐹𝑡 = −

Secara keseluruhan analisis gerak roket dalam program ini dilakukan secara komputasi dengan definisi besaran melalui analitik dan diintegrasikan dengan metode numerik Euler. (Haryanti, 2016)

Alat yang digunakan dalam pembuatan roket air yaitu dengan menyiapkan dua 2 liter (2 liter), 2 tutup ulir (botol plastik sama dengan botolnya) , pompa sepeda panjang 5 kaki (1,5 m), selang yang dapat dipasang ke pompa sepeda tanpa udara keluar , dan selotip air

Adapun langkah yang dilakukkan yaitu Potong bagian atas dari salah satu botol plastik (2 liter) C sehingga tingginya 6 in (1S cm): ini adalah platform peluncuran. Potong lubang di sisi botol ini, dekat dengan bagian bawahnya, agar selang keluar. Potong lubang lain di tengah tutup botol kedua (batu et) cukup besar untuk dilewati selang, tanpa selip (kecuali pada tekanan tinggi yang diinginkan). Masukkan sekitar 1/2 liter (250 ml) air ke dalam botol kedua (batu). Pasang tutupnya dengan erat dan paskan selang melalui lubang di tutupnya. Tempatkan roket pada platform peluncurannya, terbalik, seperti yang ditunjukkan gambar. Selang harus melewati lubang yang Anda buat di botol pertama. Pasang ujung selang yang lain ke pompa sepeda. Untuk meluncurkan, cukup mulai memompa udara masuk.

Petunjuk penggunaan : Pertama mencoba meluncurkan roket tanpa air, hanya dengan memompa di udara, dan lihat apa yang terjadi. Kemudian, cobalah dengan air dan amati perbedaannya. Apa yang istimewa dari air itu? Coba gunakan lebih

12

banyak atau lebih sedikit dan cari tahu bagaimana pengaruhnya terhadap jumlah maksimum roket Anda. Coba juga ini dengan roket yang lebih kecil, menggunakan bot 1 liter (1/2 liter) (Hugh, 2016: 56-57)

Untuk memahami fenomena yang menarik berkaitan dengan gerak fluida, kita harus mempertimbangkan hukum-hukum dasar yang mengatur gerakan partikel fluida. Pertimbangan tersebut meliputi konsep-konsep gaya dan percepatan. Hukum kedua newton dan persamaan bernaoulli yang efektif digunakan untuk memperkirakan dan menganalisis berbagai situasi aliran. Ketika suatu pasrtikel bergerak dari satu tempat ketempat lain partiket tersebut mengalami suatu percepatan atau perlambatan. Menurut hukum kedua newton tentang gerak, gaya netto yang bekerja pada partikel yang ditinjau harus sama dengan massa dikalikan percepatan. 𝐹 = 𝑚. 𝑎 Kita asumsikan bahwa gerakan fluida diatur hanya oleh gaya-gaya tekana dan gravitasi dengan menggunakan hokum kedua newton yang diterapkan pada sebuah partikel fluida dalam bentuk: (gaya tekan netto pada sebuah partikel ) + ( gaya gravitasi netto pada sebuah partikel ) = (massa partikel) x ( kecepatan partikel ) Untuk menerapkan hukum kedua newton pada sebuah fluida, kita harus mendefinisikan sebuah system koordinat yang tepat dalam menggambarkan gerakan. Secara umum gerakan tersebut merupakan gerak gerak tiga dimensi yang tak tunak sehingga ketiga sumbu koordinat ruang dan waktu diperlukan untuk menggambarkannya.

Selanjutnya persamaan bernaoulli dapat diterapkan dalam bentuk 1 1 𝑝1 + 𝜌 𝑉12 + 𝛾𝑧1 = 𝑝2 + 𝜌 𝑉22 + 𝛾𝑧2 2 2

13

Jelas bahwa jika ada lima dari enam variable yang diketahui nilainya satu variable lainnya dapat ditentukan. Dalam banyak keadaan, perlu ditambahkan persamaanpersamaan lain, seperti kekekalan massa. (Munson, 2004: 116-123)

Roket air adalah jenis roket model yang menggunakan air sebagai massa reaksinya. Air dipaksa keluar oleh gas bertekanan, biasanya udara terkompresi. Roket air digunakan di sekolah-sekolah dan perguruan tinggi untuk membantu siswa memahami prinsip-prinsip aeronautika dan peroketan.

Komponen dasar dari roket air yaitu (1) Nose cone, yaitu perpanjangan botol yang digunakan untuk meningkatkan aerodinamika roket, (2) Payload, yaitu bagian opsional yang dapat membawa parasut atau muatan, (3) Body, yaitu botol air yang berfungsi sebagai kompartemen pendorong atau mesin roket air, (4) nozzle, yaitu bagian yang pas dengan lubang botol untuk membantu penggerak roket dan sebagai titik pemasangan untuk peluncur, (5) Fins, yaitu bagian yang membantu menstabilkan roket air keluar dari penerbangannya.

Gambar 5. Perbandingan Roket Air dengan Roket NASA (Ramjan, 2016)

B. Desain Hipotetik Rencana awal komponen roket air yang akan dikembangkan yaitu: 1. Botol air mineral dengan ukuran 1,5 liter. 2. Plastisin sebagai pemberat roket

14

3. Sayap roket dengan menggunakan karton plaspolyfoam 4. Bantalan/peredam roket terbuat dari potongan karet sandal bekas berbentuk kerucut dengan bagian dasar seukuran dengan diameter tutup botol yang ditempelkan kerucut sandal bekas ke tutup botol dengan menggunakan lem epoksi adesive. 5. Noozle yang ringan yaitu logam aluminium berdiameter 1 inch atau setara dengan 25 mm. 6. Alat peluncur yang dapat dibuat menggunakan penyangga dari kayu atau paralon. 7. Mesin pompa sepeda

Gambar 6. Desain Hipotetik Roket Air

BAB III METODOLOGI PENGEMBANGAN ROKET

A. Desain Pengembangan

Gambar 7. Desain Pengembangan Roket Air

B. Prosedur Pengembangan 1. Prosedur Pembuatan Roket Adapun prosedur pembuatan roket air sebagai berikut. a. Menyiapkan semua alat dan bahan b. Memotong salah satu botol air mineral pada bagian bawahnya kemudian mamasukkan plastisin pada ujung botol sebagai pemberat. c. Menyiapkan botol air mineral yang masih utuh, lalu menyatukan dengan botol yang telah dipotong bagian bawahnya. d. merekatkan kedua botol dengan menggunakan lakban bening dan dilapisi lakban hitam e. membuat pola sirip dengan menggunakan infraboard sebanyak 3 buah untuk sayap roket, lalu mengguntingnya.

16

f. Memasang sayap roket pada bagian bawah botol air mineral (bagian yang tidak ada pemberatnya).

2. Prosedur Pembuatan Peluncur Adapun prosedur pembuatan peluncur sebagai berikut. a. Memotong pipa berukuran 30 cm dan 15 cm masing-masing sebanyak 3 buah. b. Membentuk pipa menyerupai portable dengan menggunakan penyambung pipa berbentuk L dan berbentuk T. c. Memotong ssendal jepit dengan ukuran seperti pipa d. Meletakkan pentil dibawah bagian pipa dengan direkatkan menggunakan sendal jepit. e. Meletakkan selang pada pentil dan menyambungkan dengan peluncur portable. f. Membakar bagian tengah pipa yang akan dimasukan ke dalam botol saat peluncuran. g. Membuat pengunci dengan 8 buah kabel teasch yang disusun lurus dan di lem dengan lakban pada bagian atas dan bawahnya. h. Meletakkan pengunci tempat pipa yang dibakar tadi menggunakan kabel teasch yang telah dirangkai dan merekatkan dengan kabel teasch yang lain.

C. Alat dan Bahan 1. Alat dan Bahan Roket Air Tabel 1. Alat dan Bahan Alat dan Bahan

Kuantitas

Spidol

1 buah

Gunting

1 buah

Cutter

1 buah

Penggaris

1 buah

17

Botol air mineral 1,5 L

2 buah

Infraboard

2 lembar

Lakban hitam

1 gulung

Lakban bening

1 gulung

Plastisin

Secukupnya

Lem bakar

Secukupnya

2. Alat dan Bahan Peluncur Roket Air Tabel 2. Alat dan Bahan Peluncur Roket Alat dan Bahan

Kuantitas

Pipa paralon ½ inchi

2 meter

Penyambung pipa berbentuk L

6 buah

Penyambung pipa berbentuk T

3 buah

Selang kecil

Secukupnya

Gergaji

1 buah

Kabel teasch

8 buah

Rem

1 buah

Sendal jepit

1 buah

Map plastik

1 buah

D. Uji Coba Roket 1. Metode Metode yang digunakan dalam pengembangan roket air ini sebagai berikut. a. Studi / kajian pustaka, yaitu, mencari teori dari berbagai sumber kepustakaan dari internet maupun buku. b. Melakukan uji coba roket air. 2. Variabel a. Variabel kontrol: Tekanan pada pompa sepeda

18

b. Variabel bebas: 1. Volume air 2. Sudut peluncuran

3. Instrumen Pengambilan Data Tebel 3. Instrumen Pengambilan Data Percobaan

Sudut

Volume Air

Jarak Tempuh

ke-

Peluncuran

(ml)

Roket (m)

1

30°

320

2

500

3

640

4

45°

320

5

500

6

640

7

60°

320

8

500

9

640

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Tabel 4. Hasil Percobaan Percobaan

Sudut

Volume Air

Jarak Tempuh

ke-

Peluncuran

(ml)

Roket (m)

1

320

12,80

2

500

33,00

3

640

24,80

320

15,60

5

500

37,00

6

640

23,30

320

13,20

8

500

34,40

9

640

10,00

4

7

30°

45°

60°

B. Pembahasan Percobaan dengan menggunakan rolet air yang telah dikembangkan, dilakukan sebanyak 9 kali dengan tekanan yang sama yaitu sebesar 60 Pa. Percobaan pertama, ke-2, dan ke-3 dilakukan dengan sudut peluncur 30° terhadap bidang datar tanah. Percobaan pertama dengan volume air pada roket sebesar 320 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 12,8 m, percobaan kedua dengan volume air pada roket sebesar 500 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 33 m, dan percobaan ketiga dengan volume air pada roket sebesar 640 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 24,80 m.

20

Percobaan ke-4, ke-5, dan ke-6, dilakukan dengan sudut peluncur 45° terhadap bidang datar tanah. Percobaan ke-4 dengan volume air pada roket sebesar 320 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 15,6 m, percobaan ke-5 dengan volume air pada roket sebesar 500 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 37 m, dan percobaan ke-6 dengan volume air pada roket sebesar 640 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 23,3 m.

Percobaan ke-7, ke-8, dan ke-9 dilakukan dengan sudut peluncur 60° terhadap bidang datar tanah. Percobaan ke-7 dengan volume air pada roket sebesar 320 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 13,2 m, percobaan ke-8 dengan volume air pada roket sebesar 500 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 34,4 m, dan percobaan ke-9 dengan volume air pada roket sebesar 640 ml menghasilkan jarak tempuh roket sejauh 10 m.

Jika ditinjau dari sudut peluncur terhadap bidang datar tanah, dapat diketahui bahwa jarak tempuh roket terjauh adalah pada saat sudut sebesar 45°, sedangkan jika ditinjau dari volume air, maka jarak tempuh roket terjauh adalah pada volume air 500 ml atau 1/3 dari volume botol air mineral. Maka berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, jarak tempuh roket terjauh yaitu sebesar 37 m dengan volume air sebesar 500 ml dan dengan sudut peluncur 45° terhadap bidang datar tanah.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa. 1. Volume air berpengaruh terhadap jarak tempuh roket air, yaitu pada volume 500 ml (1/3 volume botol air mineral) menghasilkan jarak tempuh roket terjauh. Semakin kurang dan semakin lebih dari 1/3 volume botol maka jarak tempuh roket akan semakin berkurang. 2. Sudut peluncuran berpengaruh terhadap jarak tempuh roket air, yaitu pada sudut 45° menghasilkan jarak tempuh roket terjauh. Semakin kurang dan semakin lebih dari 45° maka jarak tempuh roket akan semakin berkurang.

B. Saran Roket air yang telah dikembangkan oleh penulis masih memerlukan adanya suatu perbaikan agar dapat menghasilkan jarak tempuh roket yang lebih jauh. Penulis menyarankan kepada pembaca yang hendak mengembangkan roket air, hendaknya menggunakan leher angsa dan tidak menggunakan rem sepeda dalam sistem peluncur agar dapat menghasilkan jarak tempuh roket yang semakin jauh.

DAFTAR PUSTAKA

Hakim, Arif, Sitinjak, Penataran, dan Rochman, Taufiqur. 2015. Rancang Bangun Tabung Komposit Tekanan Tinggi Untuk Propelan Roket Cair Korosif. Jurnal Teknologi Dirgantara. Vol. 13 No 2, 164-165. Diunduh dari http://jurnal. lapan.go.id /index.php/jurnal_tekgan/article/download/2246/ 2033 pada tanggal 20 Februari 2019 pukul 14.05 WIB.

Hakim, Nur Arif. 2015. Rancang Bangun Enjin Roket Cair Dengan Gaya Dorong 1000 Kgf Menggunakan Propelan Asam Nitrat-Kerosen. Jurnal Teknologi Dirgantara. Vol.

13

No.

1,

72-75.

Diunduh

dari

http://www.jurnal.lapan.go.id/

index.php/jurnaltekgan/article/download/2237/20 24 pada tanggal 20 Februari 2019 pukul 13.45 WIB.

Haryani, Fairusy Fitria, Amaliah, Rizki, Fitrasari, Dian, dan Viridi, Sparisoma. 2016. Konsep Fisika dalam Gerak Permainan Roket Air. Seminar Nasional Pendidikan Sains.

245-247.

Diunduh

dari

http://www.jurnal.fkip.uns.ac.id/

index.php/snps/article/download/9843/7274 pada tanggal 20 Februari 2019 pukul 14.40 WIB.

Irawati, Intan. 2016. Lomba Roket Air: Penerapan Pembelajaran Fisika Berbasis Proyek. Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal). Vol. 5, 2-4. doi: 10.21009/0305010207. Diunduh dari http://journal.unj.ac.id/unj/index.php/pro sidingsnf/article/download/3941/2946 pada tanggal 20 Februari 2019 pukul 13.00 WIB.

Maharta, Nengah., Abdurrahman. 2000. Fisika Dasar 1. Bandarlampung: Unversitas Lampung. Munson, Bruce. 2004. Mekanika Fluida Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga

Pathan, Ramjan R., Dheepak, Anaekh., dan Tijare, Sagar. 2016. Design And Development Of Water Rocket. International Journal Of Innovation In Engineering, Research and Technology [Ijiert] National Conference On Innovative

Trends

In

Engineering

&

Technology.

Diunduh

dari

https://www.ijiert.org/admin/papers/1460 227 617_NITET%20-%202016.pdf pada tanggal 23 Februari 2019 pukul 14.35 WIB.

Pitriana, Pina, Agustina, Rena Denya, Zakwandi, Rizki, Ijharudin, Muhammad, dan Kurniawan, Dede Trie. 2018. Roket Air Sebagai Media Edu-Sains untuk Meningkatkan Motivasi Belajar Peserta Didik Sekolah Dasar. Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika dan Riset Ilmiah. Vol. 2 No. 1, 1-3. doi: 10.30599/jipfri.v2i1. 143 Diunduh dari http://journal.stkipnurulhuda.ac.id/index. php/JIPFRI/article/ download/14 3/128 pada tanggal 20 Februari 2019 pukul 14.25 WIB.

Sambiring, Turah. 2018. Penentuan Gaya Hambat Udara pada Peluncuran Roket dengan Sudut Elevasi 65°. Jurnal Teknologi Dirgantara.Vol. 14, No. 1, 47-49. Diunduh dari http://sistem.wisnuwardhana.ac.id/index.php/sistem/article/view File/152/159 pada tanggal 23 Februari 2019 pukul 14.40 WIB.

Valadres, Eduardo de Campos. 2019. Physics, Fun and Beyond. Prentice Hall: United States of America.