9. Sebuah roket diluncurkan ke Jelaskan bagaimana prinsip kerja roket berkaitan dengan hukum aksi-reaksi dan konsep energi. Apa saja bentuk energi yang terlibat dalam peluncuran roket? (Mengintegrasikan konsep fisika yang lebih luas.) 10. Desainlah sebuah taman bermain yang aman dan menyenangkan bagi anak- anak dengan mempertimbangkan prinsip-prinsip pesawat sederhana .Jelaskan jenis pesawat sederhana apa yang dapat digunakan dan bagaimana cara menerapkannya pada berbagai permainan. (Menghubungkan konsep fisika dengan desain produk sehari-hari.)

9. Prinsip Kerja Roket dan Hukum Aksi-Reaksi

Peluncuran roket didasarkan pada Hukum Ketiga Newton, Hukum Aksi-Reaksi. Hukum ini menyatakan bahwa setiap aksi akan menimbulkan reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah. Dalam roket, aksi adalah pengeluaran gas panas bertekanan tinggi dari nosel roket. Reaksi adalah dorongan ke atas yang mendorong roket ke langit.

Gas panas ini dihasilkan dari pembakaran bahan bakar roket (propelan). Proses pembakaran ini merupakan konversi energi kimia (tersimpan dalam ikatan kimia bahan bakar dan oksidator) menjadi energi panas. Energi panas ini kemudian meningkatkan energi kinetik partikel gas, menyebabkan gas mengembang dan keluar dari nosel dengan kecepatan tinggi.

Bentuk energi yang terlibat dalam peluncuran roket meliputi:

* Energi Kimia: Tersimpan dalam bahan bakar dan oksidator. Ini adalah sumber energi utama untuk seluruh proses.
* Energi Panas: Dihasilkan dari pembakaran bahan bakar, dan merupakan energi yang menggerakkan gas keluar dari nosel.
* Energi Kinetik: Energi gerak dari gas yang keluar dari nosel dan roket itu sendiri. Semakin cepat gas keluar, semakin besar dorongan yang dihasilkan.
* Energi Potensial Gravitasi: Energi yang dimiliki roket karena posisinya di medan gravitasi bumi. Energi ini meningkat seiring ketinggian roket.
* Energi Potensial Elastis: Jika roket menggunakan sistem pegas atau peredam kejut, energi potensial elastis juga terlibat.


Selain Hukum Aksi-Reaksi, prinsip konservasi momentum juga berperan penting. Momentum total sistem (roket + gas buang) tetap konstan. Karena gas buang memiliki momentum besar ke bawah, roket memperoleh momentum yang sama besar ke atas.


10. Desain Taman Bermain dengan Pesawat Sederhana

Berikut desain taman bermain yang aman dan menyenangkan, mengintegrasikan prinsip pesawat sederhana:

Nama Taman Bermain: "Playground Mekanik"

Elemen Taman Bermain dan Pesawat Sederhana yang Digunakan:

1. Perosotan (Bidang Miring): Perosotan merupakan bidang miring yang mempermudah pergerakan anak turun. Gravitasi membantu mempercepat gerakan anak ke bawah.

2. Ayunan (Tuas): Ayunan sederhana merupakan tuas kelas satu, dengan titik tumpu di tengah. Anak mendorong ke bawah untuk mengayunkan dirinya ke atas. Semakin jauh anak duduk dari titik tumpu, semakin besar amplitudo ayunannya.

3. Jungkat-jungkit (Tuas): Jungkat-jungkit adalah tuas kelas satu. Anak-anak duduk di kedua ujungnya, dan berat badan mereka menciptakan momen gaya yang menyebabkan jungkat-jungkit berputar di sekitar titik tumpu. Prinsip keseimbangan gaya dan momen gaya diterapkan di sini.

4. Tangga Panjat (Bidang Miring): Tangga panjat dirancang dengan sudut kemiringan yang aman, sehingga anak-anak dapat memanjat dengan mudah. Sudut kemiringan yang lebih landai akan mengurangi gaya yang dibutuhkan untuk memanjat.

5. Putaran (Roda dan Poros): Putaran menggunakan prinsip roda dan poros. Anak-anak mendorong putaran untuk memutar poros tengah, yang kemudian memutar seluruh struktur.

6. Kran Pasir (Katrol): Kran pasir sederhana dapat dibuat menggunakan katrol untuk mengangkat ember pasir. Katrol mempermudah pengangkatan beban dengan mengurangi gaya yang dibutuhkan.


Pertimbangan Keamanan:

* Semua elemen harus terbuat dari bahan yang kuat dan tahan lama.
* Permukaan bermain harus dilapisi dengan bahan yang lembut untuk mengurangi risiko cedera.
* Semua sudut dan tepi harus dibulatkan untuk mencegah cedera.
* Tinggi perosotan dan ayunan harus sesuai dengan usia anak-anak.
* Pengawasan orang dewasa selalu diperlukan.


Desain ini menggabungkan berbagai pesawat sederhana untuk menciptakan taman bermain yang interaktif dan edukatif, mengajarkan anak-anak tentang prinsip-prinsip fisika secara menyenangkan. Setiap permainan dirancang untuk menantang anak-anak secara fisik dan mental, sambil memastikan keamanan mereka.