Movement  Analysis  of  Water  Rocket  Game  as  Supporting  Motivation  and Problem Solving Skills of Elementary Students
Firman Wahyu Farudin, Fahmi Muafa Rusydi, Putra Nadzif Yuanditama Asirwada
Universitas Sebelas Maret firmanwahyufarudin212@gmail.com

## Article History
accepted 15/10/2023
approved 21/10/2023
published 30/11/2023

## Abstract
Water rocket game  is one  type of  educational game that contains a  lot of physics concepts. Although the manufacture of water rockets uses simple techniques and materials, high analysis is required in every movement of water rockets. and creative thinking skills. The experimental results show that: 1) to produce the farthest launch distance, the water rocket is designed using a trapezoid-shaped propeller and a bottle volume of 1500 mL and a throwing angle of 45°. 2) The acceleration of Earth's gravity produces an average value of (waiting for calculation) m/s2. The  results  of  this  study  can  be  used  as  reference  material  for  teachers  to  design  creative science  learning  media  so  that  they  can  increase  students'  learning  motivation  and  develop problem solving skills.
Keywords: Water Rocket, Learning Motivation, Problem Solving Skills

## Abstrak
Permainan roket air adalah  salah  satu  jenis  permainan edukatif yang banyak mengandung konsep  fisika.    Meskipun    pembuatan    roket    air    menggunakan    teknik  dan  bahan    yang sederhana  namun diperlukan  analisis  tinggi  dalam  setiap  pergerakkan  roket air.Penelitian ini  bertujuan  untuk  merancang  alat  peragaroket  air  dan  menganalisis  faktor-faktor  yang mempengaruhi    gerak  peluncuran    roket    air    sebagai    sarana    untuk    mengembangkan keterampilan  problem  solving.  dan    keterampilan    berpikir  kreatif.  Hasil    eksperimen menunjukkan    bahwa:    1)    untuk  menghasilkan  jarak  peluncuran  terjauh,    roket  air  didesain menggunakan baling-baling berbentuk  trapesium  dan  volume  botol  sebesar  1500  mL  serta sudut    lempar    45°.    2)  Percepatan    gravitasi    bumi    menghasilkan    nilai  rata-rata  sebesar (menunggu perhitungan) m/s2.Hasil  penelitian ini dapat  digunakan  sebagai  bahan  referensi bagi    guru    untuk    merancang    media  pembelajaran    IPA    yang  kreatif  sehingga  dapat meningkatkan motivasi belajar siswa dan mengembangkan  keterampilan  problem  solving Kata kunci: Roket Air, Motivasi Belajar, Keterampilan Problem Solving
Social, Humanities, and Education Studies (SHEs): Conference Series https://jurnal.uns.ac.id/shes
p-ISSN 2620-9284 e-ISSN 2620-9292

## PENDAHULUAN
Pendekatan  holistik  terhadap  sektor  pendidikan  Indonesia  membutuhkan pembangunan di tingkat lokal, nasional dan internasional. Sebagai mata pelajaran pada semua  jenjang  pendidikan  di  Indonesia,  Pembelajaran  IPA  (Fisika)  telah  memberikan hasil  yang  baik  bagi  siswa  untuk  memperluas  kesempatan  belajar  berupa  peluang melalui  perbaikan  kurikulum,  peningkatan  kualitas  guru,  pengadaan  sarana laboratorium,  penilaian  perpustakaan  dan  pembelajaran,  dll.  Siapa  yang  diberikan preferensi  di  pendidikan  tinggi,  dasar  dan  menengah.  Pencanangan  dan  ketentuan tersebut  sejalan  dengan  Permendikbud  No.1A  2013  tentang  pelaksanaan  kurikulum 2013 yang membutuhkan sumber belajar, sarana dan prasarana belajar yang memadai. Pembelajaran  merupakan  bagian  dari  proses  pendidikan  dan  berperan  penting dalam membentuk kualitas sumber daya manusia yang unggul melalui perolehan dan pengolahan  data  informasi.  Dalam  proses  pembelajaran  fisika,  pemahaman  konsep yang  baik  sangat  diperlukan  karena  untuk  memahami  konsep-konsep  terbaru, seseorang  harus  memahami  konsep-konsep  sebelumnya  yang  telah  mampu  mereka pahami.  Pengetahuan  yang  diperoleh  secara  langsung  oleh  siswa  dikonstruksi  dan dibentuk sesuai dengan peristiwa dan pengalaman belajar masing-masing siswa sesuai dengan  tahap  perkembangan  masing-masing  siswa  dan  lingkungan  sekitarnya  dalam kehidupan  sehari-hari.  Pembelajaran  Praktek  Langsung  Terapan  adalah  proses pembelajaran  yang  memberikan  kesempatan  kepada  siswa  untuk  membangun  dan meningkatkan pengetahuan ilmiah melalui penemuan dan pengalaman langsung dalam kehidupan sehari-hari dan di sekitarnya.
Motivasi muncul karena adanya usaha yang dilakukan untuk membuat siswa mau dan  melakukan  sesuai  rangsangan  yang  diberikan  oleh  guru  berdasarkan  metode pembelajaran tertentu. Selama berlangsungnya kegiatan pembelajaran guru hendaknya mampu untuk menciptakan suasana belajar agar lebih menyenangkan, dari rasa senang akan  menimbulkan  rasa  suka  siswa  terhadap  pelajaran  tersebut  sehingga  membuat siswa ingin menambah keingintahuannya terhadap apa yang dipelajari (Ismiyanti, 2018). Prinsip dasar penggunaan roket air ialah dengan mengeluarkan sejumlah volume air dari nozzle roket yang juga diartikan perbedaan tekanan udara sebagai suplai energi untuk roket  (Nelson,  1976).  Sering  kali,  banyak  yang  beranggapan  terkait  roket  air  sebagai mainan (Finney, 2000). Padahal, jika melihat deskripsi semua variabel fisika yang terlibat pada gerak roket air cukup kompleks dan telah digunakan dalam beberapa dekade untuk mengispirasi siswa dalam mempelajari ilmu fisika dan terapannya (Gowdy,  1995) dan Kian (2014). Berbagai metode pun dikembangkan dalam menyelesaiakan permasalahan fisika di kehidupan sehari-hari.
Siswa  memiliki  cara  berbeda-beda  dalam  membangkitkan  motivasi  belajar. Terdapat  beberapa  siswa  yang  tertarik  pada  proses  pembelajaran  di  dalam  kelas, namun  terdapat  siswa  yang  lebih  tertarik  dengan  proses  pembelajaran  di  luar  kelas, karena  selain  siswa  bebas  berinteraksi  dengan  teman  sekolah,  siswa  juga  dapat melakukan  kegiatan  di  lingkungan  secara  langsung.  Pembelajaran  yang  berlangsung dilingkungan  ini  disebut  dengan  model  pembelajaran  Outdoor  Learning  yang menerapkan pembelajaran kooperatif menuntut kemampuan siswa untuk dapat berpikir konkrit dalam penemuan baru. Secara umum pembelajaran Outdoor Learning mengajak siswa belajar di lingkungan terbuka dengan alam dan melihat langsung objek yang akan dipelajari  sehingga  pembelajaran  IPA  tampak  nyata,  dimana  setiap  siswa  dapat merasakan, melihat langsung bahkan melakukan sendiri sehingga proses transfer ilmu pengetahuan  dapat  dirasakan  dan  dikembangkan  sesuai  kemampuan  siswa. Pembelajaran  yang  dilakukan  di  luar  kelas  membuat  siswa  lebih  dekat  dengan  alam, lebih mengaktifkan daya pikir siswa dan lebih mudah mempelajarinya (Hastutiningsih, 2016).

## METODE
Pembuatan  media  roket  air  berasal  dari  barang-barang  bekas  yang  mudah dijangkau dalam kehidupan sehari-hari. Teknik Pembuatan Roket Air Sederhana Agar Meluncur Tinggi Bahan utama media roket air adalah botol plastik (2 buah). Selain botol plastik, alat dan bahan yang diperlukan dalam pembuatannya adalah nozzle (dop ban) sepeda  atau  sepeda  motor  (1  buah),  pompa  (1  buah),tutup  botol(2  buah),  lakban  (1 buah),  gunting  (1  buah),  mika  (1  buah),  air,  untuk  membuat  nose  cone  bisa menggunakan botol pastik sedangkan untuk membuat baling-baling/sayap menggunakan  mika.  Botol  plastik  yang  digunakan  adalah  botol  plastik  yang  memiliki volume 1500ml (diameter = 9,03cm). Pada kerja roket air sederhana adalah botol akan meluncur bila botol diberi tekanan udara yang tinggi
Gambar 1. Skema Roket Air (sumber:https://images.app.goo.gl/jzNKbvPQFgsTiReUA)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Ketercapaian tujuan kegiatan pelatihan secara umum sudah baik, hal ini dapat dilihat dari  angket  hasil  respon  peserta  terhadap  kegiatan  pelatihan  secara  keseluruhan. Disamping  itu  sebagian  besar  siswa  mengungkapkan  bahwa  kegiatan  pelatihan  ini memuaskan mereka. siswa merasa lebih antusias dalam memahami konsep IPA melalui media  roket  air.Sebagian  besar  siswa  mengungkapkan  bahwa  kegiatan  ini menyenangkan, seru dan bagus karena mereka bisa belajar sambil bermain. siswa juga dapat menyelesaikan permasalahan tentang IPA melalui analisis permainan gerak roket air.
Roket  air  merupakan  suatu  permainan  yang  menggunakan  prinsip  tekanan udara.  Jika  dimanfaatkan  pada  tekanan  tertentu  udara  mempunyai  energi  untuk mendorong  sesuatu.  Udara  yang  dimanfaatkan  pada  roket  air  akan  mendorong  air keluar,  karena  lubang  untuk  keluarnya  air  yang  terdorong  oleh  udara  kecil  maka mempunyai kecepatan dan energi yang cukup besar. Hal ini sesuai dengan rumus debit air.  Air  yang  terdorong  keluar  akan  mendorong  udara  bebas  sehingga  roket  bisa meluncur.  Komposisi  air  dan  udara  juga  mempunyai  perbandingan  tertentu  agar menghasilkan  dorongan  yang  maksimal.  Karena  besarnya  tekanan  udara  yang dimanfaatkan harus sesuai dengan air yang diisi, sehingga pada akhirnya udara yang dimanfaatkan cukup untuk mendorong air yang diisikan ke dalam badan roket. Prinsip dasar  roket  merupakan  implementasi  dari  perubahan  momentum  serta  Hukum  III Newton  mengenai  aksi-reaksi.  Dalam  dunia  pendidikan,  berbagai  percobaan  bisa dilakukan untuk memahamkan kepada peserta didik mengenai prinsip dasar roket mulai dari percobaan yang sederhana menggunakan botol-botol bekas minuman soda.
Bahan  utama  yang  digunakan  adalah  botol  plastik.  agar  dapat  meluncur  jauh yang  harus  diperhatikan  adalah  tekanan  udaranya.  Hal  ini  akan  mempengaruhi  daya dorong roket agar dapat meluncur dengan jauh. Kemudian untuk menentukan arah agar tepat sasaran harus diperhatikan sudut roket ketika diarahkan. Yang paling baik ketika mencapai  sudut  45  derajat.  Lalu  desain  roket  yang  agak  runcing.  Serta  harus
diperhatikan  arah  angin,  jika  angin  terlalu  kencang,  roket  akan  kesulitan  meluncur, paparnya. Dalam penuturannya prinsip kerja roket air, botol akan meluncur apabila diberi tekanan udara yang tinggi berasal dari pompa dan di dalamnya telah diberi air sekitar seperempat sampai sepertiga dari isi botol untuk menghasilkan tenaga semburan yang lebih besar. Botol yang digunakan maksimal berukuran 1,5 liter.
Menurut (Michael, 2006) pembuatan sayap roket air perlu diperhatikan beberapa aspek,  yaitu  semua  sirip  harus  sama  satu  sama  lain,  diposisikan  di  bagian  belakang roket, harus simetris di sekitar roket (setiap 120⁰ jika akan dibuat tiga sirip/sayap dan setiap 90⁰ jika akan dibuat empat sayap). Nose cone berbentuk kerucut dengan tujuan mempermudah badan roket melewati gesekan di udara dan pergerakan roket di udara lebih aerodinamis (Michael, 2006).
Dengan belajar langsung tidak hanya dengan metode ceramah yang diberikan oleh guru kepada peserta didik, Media roket air mampu menjelaskan konsep gaya dan tekanan  lebih  real.  Peserta  didik  akan  lebih  senang  dalam  mengambil  suatu pembelajaran  dengan  metode  praktek  yang  tentunya  praktek  pembuatan  roket  air  ini sangat  membantu  siswa  dalam  hal  kekompakkan,  kreativitas,  keterampilan.  Hal  ini dikarenakan  siswa  mendapatkan  pengalaman  langsung  untuk  membuat  dan mempraktikkan sendiri pembuatan roket air sehingga ketrampilan berfikir kreatif siswa dapat berkembang. Hal ini sependapat dengan Mustaqim yang menyatakan bahwa alat peraga/media  dapat  membantu  siswa  agar  berpikir  kreatif  karena  dengan  alat peraga/media siswa mampu mengembangkan konsep-konsep yang sudah ada dengan mempraktikan langsung atau mengaplikasikan teori dalam kondisi riil.  Sehingga dalam menentukan masalah siswa mampu mengerjakannya dengan cara yang bervariatif (Siti & Reza, 2016).
Menentukan masalah diawali dengam memberikan pertanyaan-pertanyaan yang harus  dipecahkan  dan  dijawab  siswa.Kemudian  muncul  berbagai  macam  variasi jawaban siswa. Berbagai macam ide-ide atau gagasan dari siswa tersebut merupakan bagian  dari  kemampuan  berfikir  kreatif  siswa  dalam  memecahkan  masalah.  Lusiana saehana (2013) menyatakan bahawa Keterampilan berpikir kreatif adalah keterampilan kognitif  untuk  memunculkan  dan  mengembangkan  gagasan  baru,  ide  baru  sebagai pengembangan  dari  ide  yang  telah  lahir  sebelumnya  dan  keterampilan  untuk memecahkan masalah secara divergen (dari berbagai sudut pandang).
Membuat  roket  air  membutuhkan  alat  dan  bahan  yang  sederhana,  meski sederhana namun membutuhkan ketelitian dalam pemilihan dan pembuatannya, untuk mendapatkan roket dengan jarak luncur paling jauh. Botol plastik yang digunakan adalah ukuran  1500ml  dengan  diameter  9,03  cm.  Sayap  roket  air  dengan  ketebalan  0,4  dan bentuk  trapesium  dengan  luas  67  cm  kuadrat  dan  berjumlah  3  buah.  Kepal  roket berbentuk kerucut dengan diameter 10 cm. Berikut tabel hasil percobaan.

## Tabel 1. (Percobaan dengan variasi volume air)
No. Volume Air (ml) Sudut (  ) Xmax (m) Vo (m/s) Hmax (m) 1. 200 ml 30  14,95 m 13,05 2,172 2. 400 ml 30  15,90 m 13,46 2,31 3. 600 ml 30  16,75 m 13,85 2,43 Tabel 2. (Percobaan dengan variasi elevasi sudut) No. Volume Air (ml) Sudut (  ) Xmax (m) Vo (m/s) Hmax (m) 1. 400 ml 30  12,55 m 11,95 1,821 2. 400 ml 45  16,9 m 12,75 4,063 3. 400 ml 60  17 m 13,91 7,206
Dari percobaan yang sudah dilakukan, dan dari hasil yang sudah diamati serta dilakukan perhitungan, volume air dan sudut elevasi memiliki pengaruh besar terhadap roket air khususnya  pada jarak luncurnya. Semakin banyak air yang diisikan kedalam roket maka semakin jauh jarak luncurnya, karena air yang digunakan sebagai pendorong semakin  banyak.  Sudut  elevasi  juga  berpengaruh  terhadap  jarak  tempuh  roket  air, semakin  besar  sudut  elevasi  maka  roket  akan  semakin  menghadap  ke  atas  yang menyebabkan jarak tempuh roket semakin jauh. Hal tersebut sesuai dengan dasar teori yang menyebutkan bahwa roket air menggunakan prinsip newton III, jika semakin besar gaya (aksi) diberikan, maka akan semakin besar reaksinya.
Dengan  praktek  yang  telah  dilakukan  peserta  didik  akan  memberikan  dampak yang  lebih  positif  terkait  kemampuan  berpikir  kreatif  siswa  dan  keterampilan  dalam pemecahan  masalah  meningkat,  jika  pembelajaran  IPA  akan  mudah  menyelesaikan masalah  menggunakan  roket  air  dengan  memperhatikan  lebih  masalah  yang  dialami. Hasil  serupa  juga dikemukakan  oleh  Park  (Park,  Relationship between Motivation and Student's  Activity on Educational  Game,  2012)  yang juga  meneliti tentang korelasi antara  efektifitas  pembelajaran  dengan  menggunakan  game.  Melalui  kegiatan  ini sebagian besar mahasiswa berpendapat belajar sains perlu banyak melakukan aktivitas seperti praktik yang menyenangkan. Hal ini mengindikasikan bahwa pembelajaran sains melalui fun learning dapat meningkatkan motivasi belajar peserta didik.  Respon peserta didik  secara  umum  menyatakan  bahwa  mereka  menginginkan  kegiatan  belajar  sains seperti belajar sambil bermain seperti pelatihan pembuatan roket air.

## SIMPULAN
Disamping itu sebagian besar siswa mengungkapkan bahwa kegiatan pelatihan ini  memuaskan  mereka.  Ketercapaian  tujuan  kegiatan  pelatihan  secara  umum  sudah baik, hal ini dapat dilihat dari angket hasil respon peserta terhadap kegiatan pelatihan secara  keseluruhan.  siswa  dapat  menyelesaikan  permasalahan  tentang  IPA  melalui analisis permainan gerak roket air. Selain itu siswa juga merasa lebih antusias dalam memahami konsep IPA melalui media roket air.Udara yang dimanfaatkan pada roket air akan  mendorong  air  keluar,  karena  lubang  untuk  keluarnya  air  yang  terdorong  oleh udara  kecil  maka  mempunyai  kecepatan  dan  energi  yang  cukup  besar.  Jika dimanfaatkan  pada  tekanan  tertentu  udara  mempunyai  energi  untuk  mendorong sesuatu. Hal ini sesuai dengan rumus debit air. Karena besarnya tekanan udara yang dimanfaatkan harus sesuai dengan air yang diisi, sehingga pada akhirnya udara yang dimanfaatkan cukup untuk mendorong air yang diisikan ke dalam badan roket. Air yang terdorong  keluar  akan mendorong  udara  bebas  sehingga  roket  bisa  meluncur.  Dalam dunia  pendidikan,  berbagai  percobaan  bisa  dilakukan  untuk  memahamkan  kepada peserta  didik  mengenai  prinsip  dasar  roket  mulai  dari  percobaan  yang  sederhana menggunakan  botol-botol  bekas  minuman  soda.  Prinsip  dasar  roket  merupakan implementasi dari perubahan momentum serta Hukum III Newton mengenai aksi-reaksi. Komposisi  air  dan  udara  juga  mempunyai  perbandingan  tertentu  agar  menghasilkan dorongan yang maksimal.

## DAFTAR PUSTAKA
Akbar,  R.  O.  (2016).  Pengaruh  Penggunaan  Alat  Peraga  Aem  (Algebraic  Experience Materials)  Terhadap  Keterampilan  Berpikir  Kreatif  Siswa  Pokok  Bahasan Operasi  Bentuk  Aljabar. Eduma:  Mathematics  Education  Learning  and Teaching , 5 (1). Anderson,  R.  H.  (1987). Pemilihan  dan  pengembangan  media  untuk  pembelajaran . Rajawali, Jakarta.
A.S,  Sadiman.  dkk.  (1996).  Media  Pendidikan:  Pengertian,  Pengembangan,  dan. Pemanfaatannya. Jakarta: PT.Raya Grafindo Persada.
Barjah, N. N., Sambas, A., & WS, M. S. (2012). Rancang bangun alat eksperimen roket air  dari  barang  bekas  sebagai  media  pembelajaran  mekanika. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXV HFI Jateng & DIY , 186-189.
Danim,  S.  (1995). Media  komunikasi  pendidikan:  pelayanan  profesional  pembelajaran dan mutu hasil belajar . Bumi Aksara.
Finney, G.A. (2000). Analysis of a waterpropelled rocket : A problem in honors physics”. American Journal of Physics, 68 (3), 233-237. Gowdy, Robert H. (1995). The Physics of Perfect Rocket. American Journal of Physics, 63 (3), 229-232.
Kian, J.T. (2014). Learn Physics with a WaterPropelled Rocket. Journal National Sapce Agency. Retrieved 12 Mei 2016. http://stemstates.org/assets/files
/430_fullpaper_abstract%20number%2 0430.pdf.
Nelson,  Robert  A,  Wilson,  Mar  E.  (1976).  Mathematical  Analysis  of  a  Model  Rocket Trajectory. Part I : The powered phase. The Physics Teacher, 150-161. Oentoro,  C.  P.  (2012). Pembelajaran  Fisika  Menggunakan  Roket  Air;  Sebuah Rancangan  Pembelajaran  Kontekstual  tentang  Gerak,  Momentum  dan Tekanan (Doctoral dissertation, Program Studi Pendidikan Fisika FSM-UKSW). Pitriana, P., Agustina, R. D., Zakwandi, R., Ijharudin, M., & Kurniawan, D. T. (2018). Fun Science: Roket air sebagai media edu-sains untuk meningkatkan motivasi belajar peserta didik sekolah dasar. JIPFRI (Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika dan Riset Ilmiah) , 2 (1), 1-7. Saehana, L. (2013). Perbandingan Keterampilan Berpikir Kritis dan Kreatif siswa pada Pembelajaran E-Learning Dengan Pembelajaran Konvensional di kelas x SMA N 2 Palu (Doctoral dissertation, Tesis Sarjana Pada Pendidikan Sains Palu. Tidak Diterbitkan).
Widodo, R. D., Rahman, R. A., & Fatimah, S. (2017, October). Analisis Gerak Permainan Roket  Air  Dalam  Mengembangkan  Keterampilan  Problem  Solving  Dan Keterampilan  Berpikir  Kreatif  Siswa  Di  Sekolah  Dasar.  In Prosiding  Seminar Nasional Inovasi Pendidikan .
Yusufhadi Miarso, dkk. Asyar, Rayandra. Kreatif Mengembangkan Media Pembelajaran. 2012. Jakarta: Referensi Jakarta.