MAKALAH FISIKA PRINSIP KERJA ROKET DAN MESIN JET
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan banyak kemudahan bagi penyusun yang telah menyelesaikan makalah fisika yang berjudul “PRINSIP KERJA MESIN ROKET DAN MESIN JET”.
Penyusun mengucapkan banyak terimakasih kepada pihak-pihak yang membantu atas terselesaikannya makalah ini.
Penyusun menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan makalah ini, sehingga penyusun memohon saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penyusunan makalah.
Penyusun
DAFTAR ISI
Kata Pengantar .................................................. ....................................................
i
Daftar Isi ................................................. .............................................................
ii
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang ................................................ ....................................................
1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................................................
1
1.3
Tujuan Makalah ............................................... ....................................................
1
BAB II PEMBAHASAN 2.1
Sejarah ................................................... ............................................................. 2
2.2
Prinsip Kerja .........................................................................................................
3
2.3
Perbedaan Mesin Jet dan Mesin Roket ................................................ ................
6
BAB III PENUTUP 3.1
Kesimpulan ..........................................................................................................
3.2
Saran
7
................................................... ............................................................. 7
DAFTAR PUSTAKA ................................................ ...........................................
8
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Banyak dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan momentum. Hukum kekekalan momentum berlaku untuk berbagai sistem dan tidak hanya pada benda yang bertumpukan. Contoh sistem lain yang dapat dianalisis menggunakan hukum kekekalan momentum antara lain produk teknologi modern dalam bentuk pesawat Jet yang dapat begerak maju dan Roket yang dapat bergerak keluar angkasa. Gerak kedua alat ini disebut oleh keterlibatan besaran momentum dalam gaya dorong. Selain itu contoh lain yaitu gerak pental senapan kebelakang pada saat peluru meninggalkan senapan tersebut, palanet yang bergerak mengelilingi matahari, burung yang terbang, ikan berenang, dan orang yang berlari semuanya itu mempunyai momentum. Oleh karena itu pada pembahasan kali ini saya akan membahas tentang caradan prinsip kerja roket dan mesin Jet Karena cara dan prinsip kerja roket berkaitan dengan momentum.
1.2 Rumusan Masalah
1) Bagaimana cara kerja Roket dan prinsip kerja mesin Jet ? 2) Apa perbedaan antara mesin Roket dan mesin Jet ?
1.3 Tujuan Masalah
1) Untuk mengetahui tentang cara kerja roket da n prinsip kerja roket. 2) Untuk cara kerja mesin Jet.
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Sejarah a. Roket
Pada zaman kuno Tulisan paling awal yang diketahui berupa rumus untuk pembuatan mesiu, Zongyao Wujing, tahun 1044. Ketersediaan bubuk hitam (mesiu) untuk mendorong proyektil adalah pelopor pengembangan pertama dari roket berbahan bakar padat.
Roket pada masa awal cina. Tepat ketika penerbangan pertama dari roket terjadi adalah dilombakan. Ada yang mengatakan bahwa penggunaan roket pertama tercatat dalam pertempuran oleh orang Cina di 1232 melawan Mongol. Ada laporan dari panah api dan 'panci besi' yang bisa didengar ssmpai 5 Liga (25 km, atau 15 mil) ketika mereka meledak karena benturan, menyebabkan kehancuran sampai radius 600 meter (2.000 kaki), tampaknya akibat pecahan peluru. Penurunan jumlah pot besi mungkin merupakan jalan bagi yang tentara terkepung untuk meledakkan penyerang. Panah api entah panah dengan bahan peledak yg melekat, atau anak panah didorong oleh mesiu, seperti Hwacha Korea. Informasi yang lebih tidak kontroversial, dicatat bahwa salah satu perangkat yang paling awal menggunakan roket pembakaran internal adalah tikus-tanah, sebuah jenis kembang api,
yang dicatat pada 1264 menakuti Ibu Suri-Kung Sheng di sebuah pesta yang diadakan untuk menghormatinya oleh putranya sang Kaisar Lizong. Selanjutnya, salah satu dari teks-teks awal yang menyebutkan penggunaan roket adalahHuolongjing , ditulis oleh perwira artileri Cina Jiao Yu pada pertengahan abad ke-14. Teks ini juga menyebutkan penggunaan pertama yang diketahui dari roket multi-tahap, yaitu 'api-naga keluar dari air "(shui huo chu panjang), yang digunakan kebanyakan oleh Angkatan Laut Cina.
b. Jet
Mesin jet sebenarnya diawali ketika seorang insinyur Perancis, Rene Lorin pertama kali mengajukan paten bagi mesin propulsi jetnya pada tahun 1913. Mesin yang dipatenkan adalah mesin athodyd (aero-thermodynamic-duct) yang tidak memiliki bagian berputar atau lebih populer dengan sebutan mesin pulse jet. Mesin tipe inilah yang kemudian dikembang dan dijadikan mesin tenaga utama pendorong bom terbang Jerman, V-1 yang dipakai untuk mengebom Inggris. Mesin type W-1X inilah diujicoba pertama kali pada bulan Desember 1940 kemudian dimodifikasi dan dinyatakan layak untuk digunakan sebagai tenaga dalam pesawat udara. Pesawat bermesin jet Inggris pertama kali diterbangkan oleh pilot uji Gerry Sayer pada tanggal 15 Mei 1941 dengan pesawat Gloster E.28/39. Secondo Campini dari Italia membuat mesin jet pada tahun 1933 dan bergabung dengan perancang pesawat Giavasi Caproni membuat pesawat CC-2 bermesin jet yang terbang perdana pada tanggal 27 Agustus 1940. Media massa Italia mencatatnya sebagai pesawat terbang jet pertama di dunia. Di Asia, Jepang mulai melirik mesin jet untuk kepentingan penerbangan terutama militernya pada tahun 1937 saat Jepang membeli mesin Brown-Boveri yang dilengkapi turbocharger dari Swiss. Dari dasar inilah, tidak mengeherankan setelah mendapatkan dari sekutunya, Jerman berupa rancangan pesawat tempur Messerschmicht Me-262, Jepang mengembangkan mesin jet Ne-20 untuk mentenagai pesawat jet tempur pertamanya Kikka, yang mirip dengan jet tempur Jerman tersebut.
2.2 Prinsip Kerja
a.
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 hodrogen 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 II 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 kepada 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 roketini merupakan penerapan dari hukum ketiga Newton dan kekelan momentum. 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 bawah dan mendorong roket ke atas. Untuk roket V-2 yang dikembangkan Hitler, menggunakan turbin uap untuk memompa alkohol dan oksigen cair ke dalam ruang bakar yang menghasilkan ledakan beruntun yang mendorong roket ke atas. Prinsip kerja roket merupakan penerapan dari Hukum Newton III tentang gerak, dimana energi panas diubah menjadi energi gerak. Prinsip kerja dari roket berbahan bakar cair dan padat sama, di manahasil pembakaran menghasilkan gaya dorong ke atas. Kelebihan dari roket berbahan bakar padat mampu menyimpan bahan bakar dengan dengan jumlah besar untuk ruang penyimpanan yang sama, ka rena telah dipadatkan, sedangkan bahan bakar cair tidak bisa dimampatkan.
b. Prinsip Kerja Mesin Jet Mesin jet adalah sebuah jenis mesin pembakaran dalam menghirup udara yang sering digunakan dalam pesawat. Prinsip seluruh mesin jet pada dasarnya sama; mereka mempercepat massa (udara dan hasil pembakaran) ke satu arah dan dari hukum gerak Newton ketiga mesin akan mengalami dorongan ke arah yang berlawanan. Yang termasuk mesin jet antara lain turbojet, turbofan, rocket, ramjet, dan pump-jet. Mesin ini menghirup udara dari depan dan mengkompresinya. Udara digabungkan dengan bahan bakar, dan dibakar. Pembakaran menambah banyak peningkatan energi dari gas yang kemudian dibuang ke belakang mesin. Proses ini mirip dengan siklus empat-gerak, dengan induksi,
kompresi,
penyalaan,
dan
pembuangan
terjadi
secara
berkelanjutan.
Mesin
menghasilkan dorongan karena percepatan udara yang melaluinya; gaya yang sama dan berlawanan yang dihasilkan adalah dorongan bagi mesin. Mesin jet mengambil massa udara yang relatif sedikit dan mempercepatnya dengan jumlah yang besar, di mana sebuah pendorong mengambil massa udara secara besar dan mempercepatnya dalam jumlah kecil. Pembuangan kecepatan tinggi dari mesin jet membuatnya efisien pada kecepatan tinggi (terutama kecepatan supersonik) dan ketinggian tinggi. Pada pesawat pelan dan yang membutuhkan jarak terbang pendek, pendorong yang menggunakan turbin gas, yang umumnya dikenal sebagai turboprop, lebih umum dan lebih efisien. Pesawat sangat kecil biasanya menggunakan mesin piston untuk menjalankan pendorong tetap turboprop kecil semakin lama semakin kecil dengan berkembangnya teknologi teknik. Efisiensi pembakaran sebuah mesin jet, seperti mesin pembakaran dalam lainnya, dipengaruhi besar oleh rasio volume udara yang dikompresi dengan volume pembuangan. Dalam mesin turbin kompresi udara dan bentuk “duct” yang melewati ruang pembakaran mencegah aliran balik dari situ dan membuat pembakaran berkelanjutan dimungkinkan dan proses pendorongan. Mesin turbojet modern modular dalam konsep dan rancangan. Inti penghasilan-tenaga utama, sama dalam seluruh mesin jet, disebut sebagai generator gas. Dan juga modul tambahan lainnya
seperti
gearset
pengurang
dorongan
(turboprop/turboshaft),
kipas
“afterburner”. Jenis alat tambahan dipasang berdasarkan penggunaan pesawat.
2.3 Perbedaan Mesin Roket dan Mesin Jet
lewat,
dan
Perbedan pokok mesin roket dan mesin jet ialah, jet memerlukan oksigen yang ada di atmorfer guna membakar bahan bakarnya. Karena itu mesin jet tidak bisa digunakan di luar angkasa yang tidak ada atmosfernya. Sedangkan roket membawa sendiri persediaan oksigenya. Bahan penghasil oksigen pada roket itu disebut oxidant.
BAB III PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Dari bahasan tentang cara kerja roket dan mesin jet dapat kita simpulkan bahwa
1) Prinsip kerja roket berbahan bakar cair. dan padat sama, dimana hasil pembakaran manghasilkan daya dorong ke atas. 2)
Berdasarkan hukum II Newton, perubahan momentum selama suatu selang waktu tertentu = gaya total
3) Prinsip propulsi roket akan dianalogikan dengan menggunakan roket air sederhana 4) Mesin jet adalah sebuah jenis mesin pembakaran dalam menghirup udara yang sering digunakan dalam pesawat 5)
Efisiensi pembakaran sebuah mesin jet dipengaruhi besar oleh rasio volume udara yang dikompresi dengan volume pembuangan.
6) Mesin jet memerlukan oksigen yang ada di atmorfer guna membakar bahan bakarnya. 7) Mesin roket membawa sendiri persediaan oksigenya yaitu oxidant.
3.2. Saran
Untuk mencapai sesuatu yang kita inginkan kita harus berusaha, agar apa yangkita kerjakan membuahkan hasil yang bermanfaat.