PENERAPAN

Gambar 20. Roket yang meluncur

      Penerapan

Pada roket terdapat penerapan menarik dari hukum ketiga Newton dan kekekalan momentum. Ini hampir sama dengan cara yang dipakai cumi-cumi, gurita, atau ubur-ubur untuk mendorong diri mereka. Mereka mengeluarkan air dari tubuh dengan gaya yang besar, dan air yang dikeluarkan mengerjakan gaya yang sama dan berlawananan pada cumi atau gurita, sehingga mendorongnya ke depan.

Gambar 21. Pergerakan dari cumi-cumi dan ubur-ubur merupakan contoh hukum kekekalan momentum

Contoh lain penerapan hukum kekekalan momentum yang sering dijumpai adalah balon yang ditiup kemudian dilepaskan, sehingga melesat dengan cepat dan kadang membentuk lintasan yang berkelok-kelok di udara. Ketika balon melesat udara di dalam balon keluar dalam arah yang berlawanan dengan arah gerak balon. Momentum udara yang keluar dari dalam balon mengimbangi momentum balon yang melesat dalam arah yang berlawanan tersebut.

Gambar 22. Pada balon yang ditiup dan dilepaskan terdapat penerapan hukum kekekalan momentum

Gambar 23. Bagian-bagian roket

Prinsip yang sama berlaku juga pada peluncuran roket. Semburan gas panas menyebabkan roket bisa bergerak ke atas dengan kelajuan yang sangat tinggi. Apabila massa roket dan bahan bakar mula-mula adalah m dan bergerak dengan kecepatan v relatif terhadap bumi, maka pada gas saat sebanyak Δm keluar dari roket dengan kecepatan u relatif terhadap roket, maka massa roket berkurang sebesar Δm dan mendapat tambahan kecepatan sebesar Δv. Perlu diingat bahwa Δm adalah pengurangan massa sehingga merupakan besaran yang mempunyai nilai negatif, sedangkan kecepatan gas buang relatif terhadap bumi menjadi v – u.

Gambar 24. Contoh peluncuran roket

Momentum awal:

p_awal = mv

Momentum akhir:

p_akhir        = (m +Δm) (v+Δv) + (-Δm) (v – u)
  = mv + mΔv + uΔm + ΔmΔv

Karena Δm dan Δv relatif kecil, maka hasil perkaliannya dapat diabaikan, sehingga:

p_akhir = mv + mΔv + uΔm

Hukum kekekalan momentum:

p_awal = p_akhir

                           mv = mv + mΔv + uΔm

              Δv = -u (Δm/m)

Agar lebih jelas, perhatikanlah video peluncuran roket berikut ini!

 

 previous                                                                                                                                                  next