Sistem Pengereman Thrust Reversal pada Pesawat Terbang

Sebuah pesawat terbang yang sedang landing (proses mendarat) memiliki kecepatan $V_{0}$ sesaat setelah semua roda menyentuh landasan pacu. Anggaplah nilai kecepatan awal tersebut cukup besar sehingga harus dilakukan pengereman sehingga kecepatan akan menjadi 0,05$V_{0}$ ketika keluar dari landasan pacu menuju ke area bandara. Asumsikan pengereman dilakukan hanya dengan sistem thrust reversal melalui kedua mesin pesawat yang berada di bawah sayap kiri dan kanan (abaikan pengaruh semua gaya gesek). Sistem pengereman thrust reversal bekerja dengan cara membalikkan aliran fluida masuk ke mesin pesawat. Untuk menyederhanakan perhitungan, anggaplah mesin pesawat dapat diasumsikan menjadi sistem dua dimensi seperti pada gambar di bawah ini. Pada gambar di atas terlihat bahwa fluida (bermassa jenis ) masuk ke dalam mesin pesawat dengan luas penampang $A$ dan kelajuan $V$ (sama dengan kelajuan pesawat). Di dalam mesin pesawat energi kinetik fluida ditingkatkan sedemikian sehingga fluida akan keluar dari mesin dengan kelajuan 3$V$ (densitas fluida tidak berubah) seperti pada gambar di atas (output fluida atas dan bawah dianggap identik). Fluida tersebut keluar dari mesin pesawat dengan membentuk sudut $\theta$ terhadap horizontal dengan disemburkan ke depan. Akibat adanya transfer momentum linear antara fluida dengan pesawat, maka akan menghasilkan gaya dorong ke belakang untuk mengurangi kelajuan dari pesawat tersebut. (a) Tentukan gaya yang akan dialami oleh pesawat tersebut sebagai fungsi dari kelajuan pesawat! Nyatakan dalam $\rho$, $A$, $V$, dan $\theta$. (b) Apabila diketahui massa pesawat tersebut adalah $M$. Tentukan jarak dan waktu yang diperlukan agar pesawat tersebut mencapai kelajuan 0,05$V_{0}$ ! (c) Tentukan kerja yang dilakukan oleh mesin pada proses penurunan kecepatan dari $V_{0}$ ke 0,05$V_{0}$ ! (d) Apabila diasumsikan bahwa massa jenis udara merupakan fungsi dari kelajuan pesawat yaitu $\rho$ = $k$⁄$v$ dimana k merupakan suatu konstanta. Tentukan kecepatan sebagai fungsi dari waktu pesawat tersebut! ambil $t$ = 0 adalah saat kelajuan pesawat tersebut $V_{0}$ .  a. Tentukan gaya yang akan dialami oleh pesawat tersebut sebagai fungsi dari kelajuan pesawat! Nyatakan dalam $\rho$, $A$, $V$, dan $\theta$. b. Apabila diketahui massa pesawat tersebut adalah $M$. Tentukan jarak dan waktu yang diperlukan agar pesawat tersebut mencapai kelajuan 0,05$V_{0}$ ! c. Tentukan kerja yang dilakukan oleh mesin pada proses penurunan kecepatan dari $V_{0}$ ke 0,05$V_{0}$ ! d. Apabila diasumsikan bahwa massa jenis udara merupakan fungsi dari kelajuan pesawat yaitu $\rho$ = $k$⁄$v$ dimana k merupakan suatu konstanta. Tentukan kecepatan sebagai fungsi dari waktu pesawat tersebut! ambil $t$ = 0 adalah saat kelajuan pesawat tersebut $V_{0}$ .