Bank Soal Fisika SMA Konsep Impuls dan Momentum

Diketahui:

Massa awal roket m₁ = 550 ton = 550.000 kg

Massa akhir roket m₂ = 500 ton = 500.000 kg

Selang waktu $\Delta t$ = 1 menit = 60 s

Kecepatan roket v = 240 m/s

Ditanya:

Gaya dorong F = ?

Dijawab:

Pada roket, perubahan momentum terjadi di dalam roket berupa perubahan massa gas. Prinsip peluncuran roket sesuai dengan hukum III Newton, Gaya oleh semburan gas pada roket besarnya sama dengan gaya oleh roket pada semburan gas namun arahnya berlawanan. Gaya inilah yang disebut sebagai gaya dorong roket dan menyebabkan roket dapat terdorong ke atas. Pada kasus roket dan pesawat jet, hukum II Newton dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan momentum dimana Gaya merupakan perubahan momentum terhadap waktu sehingga

$F=\frac{\Delta p}{\Delta t}$

$F=\frac{\Delta\left(mv\right)}{\Delta t}$

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa perubahan momentum tidak hanya dipengaruhi oleh perubahan kecepatan, namun juga dapat dipengaruhi oleh perubahan massa. Jika massa suatu sistem berubah, maka momentumnya juga berubah. Maka,

$F=\frac{\Delta\left(mv\right)}{\Delta t}$

$F=\frac{\Delta m\left(v\right)}{\Delta t}$

$F=\frac{\left(550.000-500.000\right)\left(240\right)}{60}$

$F=200.000$

$F=200$ kN

Jadi, besar gaya dorong roket Falcon 9 adalah 200 kN.