MAKALAH FISIKAPRINSIP 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 .......................................................................................................... 7

3.2        Saran ................................................................................................................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 dan 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 lewat, dan

“afterburner”. Jenis alat tambahan dipasang berdasarkan penggunaan pesawat.

 

2.3     Perbedaan Mesin Roket dan Mesin Jet

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.