1. Sebuah roket mempunyai kelajuan 400 m/s dari gas panas yang dikeluarkan dari roket. Jika kelajuan pancaran gas 65 kg/s, maka besar gaya dorong roket tersebut sebesar ... N. a. 15.000 C. 23.000 e. 30.000 b. 20.000 d. 26.000 

Sebuah roket yang mula-mula diam, meluncur dengan kecepatan tertentu karena semburan gas ke arah bawah. Sebagai reaksinya, roket meluncur ke atas. Dalam hal ini, roket mengalami perubahan momentum nih. Lalu apa hubungannya perubahan momentum dengan gaya ya? Yuk kita review terlebih dahulu mengenai konsep momentum impuls.

Identifikasi Konsep

Dalam fisika, momentum berkaitan dengan kuantitas gerak yang dimiliki oleh suatu benda yang bergerak. Momentum dapat didefinisikan sebagai hasil kali antara massa dan kecepatan benda. Sehingga secara matematis momentum dapat dirumuskan sebagai:

\(p=mv\)

dimana:
\(p\) = momentum (kgm/s)
\(m\) = massa benda (kg)
\(v\) = kecepatan benda (m/s)

Karena kecepatan merupakan besaran vektor sedangkan massa merupakan besaran skalar, maka momentum merupakan besaran vektor, yakni besaran yang memiliki nilai dan arah.

Berbicara tentang gerak, kamu pasti masih ingat bahwa untuk membuat benda bergerak maka diperlukan gaya yang bekerja pada benda dalam selang waktu tertentu. Dalam hal ini, hasil kali antara gaya dengan selang waktu gaya bekerja pada benda didefinisikan sebagai impuls. Secara matematis, impuls dirumuskan sebagai:

\(I=F\triangle t\)

dimana:
\(I\) = impuls (Ns)
\(F\) = gaya (N)
\(\triangle t\) = selang waktu (s)

Selain itu<b> impuls juga dapat didefinisikan sebagai perubahan momentum</b> yang dimiliki oleh suatu benda. Sehingga hubungan impuls dan momentum dapat dirumuskan sebagai:

\(I=\triangle p\)
\(F\triangle t=\triangle p\)

Nah pada soal tersebut, diketahui:
kecepatan mula-mula roket \(v_1\) = 0 
kecepatan luncuran roket \(v_2\) = 400 m/s
kelajuan pancaran gas \(\frac{m}{t}\) = 65 kg/s

Yang ditanyakan adalah gaya dorong roket \(F\)?

Kita gunakan persamaan hubungan impuls dan momentum
\(I=\triangle p\)
\(F\triangle t=m(v_2-v_1)\)
\(F=\frac{m}{\triangle t}(v_2-v_1)\)
\(F=65(400-0)\)
\(F=65(400)\)
\(F=26.000\) N

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi gaya dorong roket tersebut sebesar 26.000 N. Jawabannya adalah D.