TUJUAN UMUM. Memberikan konsep-konsep dan prinsipprinsip dasar fisika yang diperlukan untuk belajar fisika lebih lanjut atau ilmu

Transkripsi

1 FISIKA DASAR Silabi

2 TUJUAN UMUM Memberikan konsep-konsep dan prinsipprinsip dasar fisika yang diperlukan untuk belajar fisika lebih lanjut atau ilmu pengetahuan lainnya. Memberikan ketrampilan dalam penyelesaian persoalan fisika dasar terutama dalam pemakaian kalkulus dasar sebagai alat bantu.

3 PENYAJIAN Disajikan dalam 3 sks kuliah + 1 sks praktikum

4 Nama mata kuliah : Fisika Dasar(3-1 SKS) Kode mata Kuliah : PAU 1102 Prasyarat :- Kompetensi: Mahasiswa menguasai berbagai konsep tentang gerak sebagai suatu deskripsi keadaan benda dengan menggunakan vektor, konsep medan gaya dan medan fluida, prinsip-prinsip dasar interaksi termal, dan dasar mesin-mesin kalor. Substansi Kajian: Kinematika partikel: deskripsi gerak benda titik dan persamaan gerak r(t) serta penerapannya pada gerak jatuh bebas, gerak peluru, gerak relatif, gerak lingkar dan gerak harmonik sederhana. Dinamika partikel: deskripsi interaksi dengan menggunakan konsep gaya titik, hukum-hukum Newton dan penerapannya, gaya sentripetal dan sentrifugal, gerak harmonik sederhana dan paksa. Kerja dan energi: energi, kerja sebagai interaksi berupa alih energi, energi kinetik dan potensial, kekekalan energi mekanik total dalam medan gaya konservatif, daya.

5 Momentumdanimpuls: momentum linier, impuls sebagai deskripsi interaksi dalam bentuk alih momentum, sistem benda titik, pusat massa dan gerak pusat massa. Momentum sudut dan Gerak Rotasi: momentum sudut pada gerak benda titik, hubungan momentum sudut dan momen gaya, kekekalan momentum sudut, momen inersia serta cara menghitungnya dan kesetimbangan benda tegar. Mekanika fluida: statika fluida dan dinamika fluida. Kalor: konsep dan perambatan kalor, teori kinetik gas, prinsip equipartisi energi, hukum I & II termodinamika, kapasitas kalor gas, persamaan keadaan, mesin Carnot, mesin uap, motor bakar, mesin pendingin dan konsep entropi dan transisi fase. Pustaka: R. Resnick dan D. Halliday Fisika (terjemahan P. Silaban dan E. Sucipto). Erlangga. Jakarta. Sears dan Zemansky University Physics, Addison Wesley Reading, Massachusetts. Serway, R.A and Jewett, J. 2010, Fisika untuk Sains dan Teknik Buku 2 Edisi 6 (Terjemahan Chriswan Sungkono). Jakarta Federick J.Bueche, 1997, Seri Buku Schaum, teori dan soal-soal Fisika Dasar edisi 8.

6 Apakah Fisika Itu? Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi. Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (MetodeIlmiah).

7 Fisika Klasik Kuantum (sebelum 1920) (setelah 1920) Posisi dan Momentum Ketidak pastian partikel dapat ditetapkan Posisi dan Momentum secara tepat partikel ruang dan waktu merupakan dua hal yang terpisah Hukum Newton ruang dan waktu merupakan satu kesatuan Dualisme Gelombang-Partikel

8 BESARAN FISIKA DAN SISTEM SATUAN

9 Pengukuran Apakah yang diukur? Besaran Fisika Pengamatan Peristiwa Alam Model Eksperimen

10 Pengukuran Sistem Matrik Alat Ukur Kuantitas (Hasil Pengukuran) Penyajian Harga Satuan SI Kalibrasi Standar ukuran Sistem satuan

11 Konseptual Besaran Pokok : besaran yang ditetapkan dengan suatu standar ukuran Besaran Fisika Besaran Turunan : Besaran yang dirumuskan dari besaran-besaran pokok Matematis Besaran Skalar : hanya memiliki nilai Besaran Vektor : memiliki nilai dan arah

12 Besaran Pokok (dalam SI) Satuan (dalam SI) Massa Panjang Waktu Arus listrik Suhu Jumlah Zat Intensitas kilogram (kg) meter (m) sekon (s) ampere (A) kelvin (K) mole (mol) kandela (cd)

13 SISTEM MATRIK DALAM SI Faktor Awalan Simbol exa- E peta- P tera- T 10 9 giga- G 10 6 mega- M 10 3 kilo- k 10 2 hekto- h 10 1 deka- da Faktor Awalan Simbol 10-1 desi- d 10-2 senti- c 10-3 mili- m 10-6 mikro- µ 10-9 nano- n piko- p femto- f ato- a

14 Definisi standar besaran pokok Panjang- meter: Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekon. Massa- kilogram: Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan tinggi 39mm dan diameter 39mm. Waktu- sekon Satu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran) radiasi yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalam transisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yang terdapat pada aras dasar (ground state).

15 Besaran Turunan Contoh: Kecepatan pergeseran yang dilakukan persatuan waktu satuan:meter per sekon(ms -1 ) Percepatan perubahan kecepatan per satuan waktu satuan:meter per sekonkuadrat(ms -2 ) Gaya massa kali percepatan satuan:newton(n) = kg m s -2

16 Dimensi Dimensi menyatakan esensi dari suatu besaran fisika yang tidak bergantung pada satuan yang digunakan. Jarakantaraduatempatdapatdinyatakandalammeter, mil, langkah,dll. Apapun satuannya jarak pada dasarnya adalah panjang. Besaran Simbol Besaran Simbol Pokok Dimensi Pokok Dimensi Massa Panjang M L Suhu Jumlah Zat Θ N Waktu Arus listrik T I Intensitas J

17 Analisa Dimensi Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama. Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.

18 Contoh : Jawab : Perioda ayunan sederhana T dinyatakan dengan rumus berikut ini : T=2π l g yang mana l panjang tali dan g percepatan gravitasi dengan satuan panjang per kwadrat waktu. Tunjukkan bahwa persamaan ini secara dimensional benar! Dimensi perioda [T] : T Dimensi panjang tali [l] : L Dimensi percepatan gravitasi [g] : LT -2 π : tak berdimensi T= =T L LT 2