Fisika Dasar I I. Deskripsi II. SILABUS 1. Identitas mata kuliah 2. Tujuan 3. Deskripsi isi 4. Pendekatan pembelajaran

Transkripsi

1 Fisika Dasar I I. Deskripsi Mata kuliah ini merupakan prasyarat bagi kelompok mata kuliah keahlian program studi pada program S-1 Program Studi Pendidikan Fisika Program Studi Fisika. Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa diharapkan mampu menguasai mekanika, gelombang, bunyi, optika panas serta yang lebih tinggi. Dalam perkuliahan ini dibahas gerak satu dimensi, gerak dua dimensi, dinamika, usaha energi, momentum linear tumbukan, rotasi, keseimbangan, gravitasi, mekanika fluida, getaran, gelombang, bunyi, optika panas. Perkuliahan dilaksanakan menggunakan pendekatan konseptual kontekstual dengan metoda demonstrasi, diskusi, tanya jawab, ceramah, dilengkapi dengan penggunaan OHP, alat peraga fisika. Tahap penguasaan mahasiswa dievaluasi selain dengan UTS UAS juga melalui pekerjaan rumah (PR). Buku sumber utama : Halliday & Resnick. (1989). FISIKA; Tipler. (2001). FISIKA Untuk Sains Teknik. II. SILABUS 1. Identitas mata kuliah Nama mata kuliah : Fisika Dasar I Nomor kode : FI321 Jumlah sks : 4 sks Semester : 2 lompok mata kuliah : Mata Kuliah ahlian Program Studi Program Studi/Program : Pendidikan Fisika / S-1 Status mata kuliah : Wajib Prasyarat : Dosen : 2. Tujuan Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa diharapkan mampu menguasai mekanika, gelombang, bunyi, optika panas serta dapat mengembangkan pengetahuan fisika yang lebih tinggi. 3. Deskripsi isi Dalam perkuliahan ini dibahas gerak dalam satu dimensi, gerak dalam dua dimensi, dinamika, usaha energi, momentum linear tumbukan, rotasi, keseimbangan, gravitasi, mekanika fluida, getaran, gelombang, bunyi, optika panas. 4. Pendekatan pembelajaran Konseptual kontekstual - Metode : demonstrasi, Tanya jawab, diskusi, ceramah - Tugas : pekerjaan rumah soal latihan

2 - Media : OHP, alat peraga fisika 5. Evaluasi - hadiran - Tugas - UTS - UAS 6. Rincian materi perkuliahan tiap pertemuan Pertemuan 1 : Pengukuran Besaran Satuan Vektor Pertemuan 2 : Gerak dalam satu dimensi Pertemuan 3 : Gerak Dalam dua dimensi Pertemuan 4 : Dinamika Pertemuan 5 : Usaha energi Pertemuan 6 : Momentum linear tumbukan Pertemuan 7 : Gerak rotasi Pertemuan 8 : Ujian tengan semester Pertemuan 9 : seimbangan Pertemuan 10 : Gravitasi Pertemuan 11 : Mekanika fluida Pertemuan 12 : Getaran gelombang Pertemuan 13 : Bunyi Pertemuan 14 : Optika Pertemuan 15 : Panas Pertemuan 16 : Ujian akhir semester 7. Daftar buku David Halliday & Robert Resnick (Pantur Silaban Ph.D & Drs. Erwin Sucipto). (1989). FISIKA, Erlangga-Jakarta. Paul A. Tipler (Dr. Bambang Soegijono). (2001). FISIKA, Untuk Sains Teknik, Erlangga-Jakarta. Douglas C. Giancoli. (2001). FISIKA, Erlangga-Jakarta

3 III. SATUAN ACARA PERKULIAHAN Matakuliah : Fisika Dasar I Kode : FI321 SKS : 4 sks Semester : 2 Nama Dosen : Standar Kompotensi : Menguasai mekanika, gelombang, bunyi, optika panas secara yang lebih tinggi sesuai. Minggu 1 Menguasai mengenai sifat struktur fisika, besaran satuan, pengukuran, ketidak pastian vektor secara komprehensip, mantap, mendalam serta dapat mengembangkan Menjelaskan karakteristik struktur fisika serta hubungannya dengan ilmu lain. Mengidentifikasi mengklasifikasi besaran satuan. Menjelaskan sistem satuan mengkonversikan satuan. Menjelaskan penggunaan alat-alat ukur panjang, massa, waktu. Menjelaskan ketidakpastian pengukuran hasil ukur. Menjabarkan persamaan menggambarkan penjumlahan pengurangan vektor dengan matoda segitiga, jajaran / Sub Pengukuran, Besaran Satuan Vektor Karakteristik struktur fisika Besaran satuan Pengukuran ketidak pastian Vektor informasi tentang sifat struktur fisika. Berdiskusi tanya jawab mengenai besaran satuan. informasi tentang pengukuran ketidakpastian. informasi tentang vektor skalar. Berlatih soal-soal pengukuran, besaran, satuan, vektor. Stop watch Mikrometer Jangka sorong Neraca Ohauss PR-1 H1 : 3-34 T :

4 2 Menguasai gerak dalam satu dimensi secara genjang, polygon analisis vektor. Mendeskripsikan macammacam gerak. Menggunakan sistem koordinat sebagai kerangka acuan untuk meninjau gerak dalam satu dimensi. Menjabarkan menerapkan persamaanpersamaan posisi, perpindahan, kecepatan percepatan dalam satu dimensi. Menjabarkan menerapkan persamaanpersamaan glb, glbb gerak jatuh bebas.. Membuat menginterpretasikan grafik posisi, kecepatan percepatan fungsi waktu untuk glb, glbb gerak jatuh bebas. Menyelesaikan soal-soal gerak dalam satu dimensi. / Sub Gerak Dalam Satu Dimensi rangka acuan sistem koordinat Posisi perpindahan cepatan Percepatan Glb glbb Gerak jatuh bebas informasi mengenai macammacam gerak berdiskusi tentang kerangka acuan, sistem koordinat, posisi, kecepatan percepatan. Mengamati demostrasi, informasi tentang glb, glbb gerak jatuh bebas. informasi tentang grafik persamaa-persamaan glb, glbb gerak jatuh bebas. Membuat menginterpretasikan grafik posisi, kecepatan percepatan fungsi waktu untuk glb, glbb gerak jatuh bebas. Berlatih soal-soal glb, glbb gerak jatuh bebas. PR-2 H1 : Menguasai Menggunakan sistem Gerak dalam dua dimensi rangka acuan PR-3 H1 : 75 -

5 gerak dalam dua dimensi secara 4 Menguasai dinamika, secara koordinat sebagai kerangka acuan untuk meninjau gerak dalam dua dimensi. Menjabarkan menerapkan persamaanpersamaan posisi, perpindahan, kecepatan percepatan dalam dua dimensi. Membedakan percepatan radial percepatan tangensial. Menjabarkan menerapkan persamaanpersamaan gmb, gmbb gerak peluru. Membuat menginterpretasikan grafik posisi, kecepatan percepatan fungsi waktu untuk gmb, gmbb gerak peluru. Menyelesaikan soal-soal gerak dalam dua dimensi. Membedakan hukum gaya hukum gerak. Menjelaskan menerapkan hukum I Newton. Menjelaskan menerapkan hukum II / Sub sistem koordinat Posisi, perpindahan cepatan Percepatan Gmb gmbb Gerak peluru Dinamika Hukum I Newton Hukum II Newton Hukum III Newton Berat massa Gaya normal gaya gesekan Dinamika gmb berdiskusi tentang kerangka acuan, sistem koordinat, posisi, kecepatan percepatan dalam dua dimensi. Menerima informasi, tanya jawab berdiskusi mengenai grafik persamaan gmb, gmbb, gerak peluru. Mengerjakan contoh soal gmb, gmbb, gerak peluru Berlatih soal-soal gmb, gmbb, gerak peluru. Berdiskusi mengenai hukum gaya hukum gerak informasi tentang hukum I Newton contohnya. 92 Perangkat big miring PR-4 UTS H1 : Tipler GC

6 5 Menguasai usaha energi, secara komprehensip, mantap, mendalam serta dapat mengembangkan Newton. Membedakan massa inersial massa gravitasi. Membedakan massa berat. Menjelaskan menerapkan hukum III Newton. Menggambarkan menganalisis diagram bebas gaya. merumuskan gaya-gaya sentripetal pada gmb gmbb. Menyelesaikan soal-soal dinamika. Menjelaskan merumuskan usaha oleh gaya konstan gaya yang berubah. Menjelaskan merumuskan energi kinetik teorema usaha energi. Menjelaskan gaya-gaya konservatif merumuskan usaha oleh / Sub Dinamika gmbb Usaha Energi Usaha oleh gaya konstan Usaha oleh gaya yang berubah Energi kinetik teorema usaha energi Gaya-gaya konservatif Energi potensial Gaya-gaya tidak konservatif informasi tentang Hukum II Newton conohnya. informasi tentang hukum III Newton contohnya. informasi tentang berat, massa inersial massa gravitasi menerima informasi berdiskusi mengenai gaya normal, gaya gesekan diagram bebas gaya. informasi tentang dinamika gmb gmbb. Berlatih soal-soal yang relevan informasi tentang usaha energi. berdiskusi tentang energi kinetic, energi potensial teorema usaha - energi. berdiskusi mengenai gaya Perangkat big miring PR-5 UTS H1 : Tipler GC

7 6 Menguasai momentum linear tumbukan secara gaya-gaya konservatif. Menjelaskan merumuskan energi potensial teorema usaha - energi. Menjelaskan gaya-gaya tidak konservatif merumuskan usaha oleh gaya-gaya tidak konservatif. Menjelaskan menerapkan hukum kekekalan energi. Menyelesiakan soal-soal yang relevan Menjelaskan merumuskan pusat massa. Menjelaskan gerak pusat massa. Menjelaskan, merumuskan menerapkan momentum linear sebuah partikel. Menjelaskan, merumuskan menerapkan momentum linear sistem partikel. Menjelaskan, merumuskan menerapkan hukum kekekalan momentum linear. / Sub kekalan energi Momentum linear tumbukan Pusat massa Gerak pusat massa Momentum linear sebuah partikel Momentum linear sistem partikel kekalan momentum linear Tumbukan impuls Hukum kekekalan energi momentum dalam tumbukan Tumbukan lenting dalam satu dimensi Tumbukan lenting dalam dua tiga konservatif gaya tak konservatif. Berlatih soal-soal yang relevan berdiskusi mengenai pusat massa, gerak pusat massa momentum linear partikel sistem partikel. Mengamati demonstrasi berdiskusi tentang tumbukan hukum kekekalan momentum. berdiskusi tentang tumbukan lenting, tidak lenting lenting sebagian. berdiskusi tentang tumbukan satu dua dimensi Air track PR-6 H1 :

8 7 Menguasai gerak rotasi secara Menjeskan tumbukan impuls. Menerapkan hukum kekekalan energi momentum dalam tumbukan. Menjelaskan menganalisis tumbukan lenting dalam satu dua dimensi. Menganalisis menjelaskan sistem dengan massa berubah. Mengidentifikasi, menghubungkan besaranbesaran linear besaranbesaran anguler gerak rotasi. Menjabarkan menerapkan persamaan gerak rotasi. Menjabarkan menerapkan energi kinetik gerak rotasi merumuskan momen inersia. Menerapkan hukum II Newton untuk gerak rotasi. Menjelaskan konsep / Sub dimensi Sistem dengan massa berubah Gerak Rotasi Besaran linear besaran anguler gerak rotasi Persamaan gerak rotasi Energi kinetik gerak rotasi Torsi momen inersia Hukum II Newton untuk gerak rotasi Momentum anguler hukum kekekalan momentum anguler Menggelinding rangka acuan inersial non inersial berdiskusi mengenai sistem dengan massa berubah. Berlatih soal-soal yang relevan berdiskusi mengenai besaran linear anguler gerak rotasi. informasi tentang energi kinetik gerak rotasi. informasi tentang torsi momen inersia. berdiskusi mengenai momentum anguler hukum kekekalannya. informasi tentang menggelinding. PR-7 H1 :

9 menerapkan persamaan momentum anguler. Menjelaskan konsep menggelinding. Membedakan kerangka acuan inersial non inersial Menjelaskan gaya coriolis. / Sub Gaya coriolis 8 UJIAN TENGAH SEMESTER seimbangan Gaya momen gaya. Syarat keseimbangan Pusat gravitasi Contoh-contoh keseimbangan seimbangan stabil, labil netral 9 Menguasai keseimbangan benda tegar secara 10 Menguasai gravitasi secara Menggambarkan menjabarkan persamaan resultan gaya momen gaya. menerapkan syarat-syarat keseimbangan. Menjelaskan pusat gravitasi. Menyelesaikan soal-soal keseimbangan Menjelaskan hukum gravitasi universal Newton. menjabarkan variasi percepatan karena gravitasi di dekat permukaan bumi. Gravitasi Hukum Gravitasi universal Newton Variasi percepatan karena gravitasi di dekat permukaan bumi Energi potensial Menerima informasi mengenai kerangka acuan inersial non inersia serta gaya coriolis. Berlatih soal-soal yang relevan. berdiskusi tentang gaya momen gaya. berdiskusi mengenai syaratsyarat keseimbangan. berdiskusi mengenai pusat gravitasi macam-macam keseimbangan Berlatih soal-soal keseimbangan. berdiskusi mengenai hukum gravitasi universal Newton. informasi tentang gravitasi di dekat permukaan bumi. PR-8 PR-9 H1 : H1 :

10 11 Menguasai mekanika fluida secara merumuskan energi potensial gravitasi. Menjelaskan penerapan hukum gravitasi New-ton pada pengorbitan satelit. Menjelaskan hukum pler sintesa Newton. merumuskan tekanan massa jenis. merumuskan variasi tekanan dalam fluida. Menjelaskan tekanan atmosfer. menerapkan prinsip Pascal. Menjelaskan prinsip pengukuran tekanan. Menjelaskan konsep tenggelam, melayang terapung dengan menggunakan prinsip Archemedes. merumuskan tegangan permukaan, miniskus kapilaritas Menjelaskan aliran fluida / Sub gravitasi. Energi potensial gravitasi sistem banyak partikel Gerak planit satelit Hukum pler sintesa Newton Einstein gravitasi Mekanika Fluida Tekanan massa jenis Variasi tekanan dalam fluida Tekanan atmosfer Prinsip Pascal Pengukuran tekanan Prinsip Archimedes Tegangan permukaan Sudut kontak, miniskus kapilaritas Dinamika fluida ideal Persamaan kontinuitas Persamaan Bernoulli Aplikasi persamaan Bernoulli persamaan kontinuitas. Hukum Stokes berdiskusi tentang energi potensial gravitasi di dekat permukaan bumi. Berdiskusi tentang hukum pler, sintesa Newton, Einstain gravitasi. menerima informasi berdiskusi tentang tekanan massa jenis berdiskusi tentang variasi tekanan dalam fluida. berdiskusi tentang prinsip Pascal penerapannya. berdiskusi tentang pengukuran tekanan. menerima informasi berdiskusi tentang prinsip Archimedes. Mengamati demonstrasi berdiskusi tentang tegangan permukaan, sudut kontak, miniskus kapilaritas. berdiskusi tentang Alat Hartl Manometer Penyelam kartesian PR-10 H1 :

11 12 Menguasai getaran gelombang secara komprehensip, mantap, mendalam serta dapat mengembangkan ideal. Menjabarkan persamaan kontinuitas. Menjabarkan persamaan Bernoulli Menerapkan persamaan Bernoulli. Menjelaskan gaya viskositas fluida. Mendeskripsikan getaran harmonik. Menjabarkan menerapkan persamaan getaran harmonik. Membuat mnginterpretasikan grafik simpangan getaran fungsi waktu. merumuskan gaya pulih energi getaran. Menggambarkan grafik menjabarkan persamaan superposisi getaran. Mendeskripsikan gelombang. membedakan gelombang transversal longitudinal. / Sub Getaran gelombang Getaran harmonik Persamaan grafik getaran Gaya pulih energi getaran Superposisi getaran Gelombang mekanik Gelombang transversal longitudinal Persamaan gelombang Azas Huygens Gelombang stasioner persamaan kontinuitas persamaan Bernoulli, gaya viskositas. Berlatih soal-soal yang relevan informasi tentang fenomena getaran berdiskusi tentang persamaan grafik getaran harmonik. berdiskusi mengenai gaya pulih energi getaran harmonik menerima informasi berdiskusi tentang gelombang mekanik, gelombang transversal longitudinal. menerima informasi berdiskusi tentang Ayunan sederhana Set pegas Slingki Tangki riak PR-11 H1 : ,

12 13 Menguasai Bunyi elastisitas secara komprehensip, mantap, mendalam serta dapat mengembangkan Menjelaskan azas Huygens berkaitan dengan konsep rambatan gelombang, muka gelombang, pemantulan defraksi gelombang. Menjelaskan konsep menjabarkan persamaan gelombang stasioner. membedakan infrasonik, audiosonik ultrasonik. Menjelaskan kuat-lemah tinggi-rendahnya nada Merumuskan kecepatan bunyi dalam zat padat, zat cair gas. memberikan contoh peristiwa resonansi layangan. Menjelaskan gelombang stasioner pada kolom udara dawai (tentang nada) Menjabarkan menerapkan persamaan efek Doppler. merumuskan intensitas taraf intensitas. / Sub Bunyi Infrasonik, audisonik ultrasonik Cepat rambat bunyi Resonansi layangan Efek Doppler Intensitas bunyi Optika perambatan, pemantulan, defraksi muka gelombang. Tangki riak) berdiskusi untuk tentang penggambaran persamaan gelombang stasioner. Berdiskusi menerima informasi mengenai, rentang frekuensi bunyi, kuat-lemah tinggi- rendahnya bunyi, infrasonik, audiosonik, ultrasonik sonik boom. Berdiskusi menerima informasi tentang kecepatan bunyi dalam zat pada, zat cair gas. Berdiskusi menerima informasi tentang resonansi layangan. menjabarkan persaman efek Doppler. berdiskusi mengenai intensitas bunyi. Garpu tala Tabung resonansi Pipa organa PR-12 H1 :

13 14 Menguasai optika secara menerapkan hukum pemantulan. Menggambarkan lintasan sinar pada pemantulan oleh permukaan pemantul datar, cekung cembung. Menggambarkan lintasan sinar pada pembentukan bayangan karena pemantulan pada cermin datar, cekung cembung. Menjabarkan menerapkan hubungan antara jarak benda, jarak bayangan jarak fokus cermin. menerapkah hukum pembiasan. Menghitung indeks bias medium berdasarkan hukum pembiasan. Menjelaskan peristiwa pemantulan sempurna, pergeseran deviasi sinar. Menggambarkan lintasan sinar pada pembentukan bayangan oleh karena pembiasan pada permukaan / Sub Pemantulan hukum pemantulan Pemantulan pada big pemantul datar, cekung cembung Pembentukan bayangan karena pemantulan Persamaan lintasan sinar pada pembentukan bayangan karena pemantulan Pembiasan hukum pembiasan Pembiasan cahaya pada permukaan pembias datar (prisma plan parallel), cekung cembung Pembentukan bayangan karena pembiasan cahaya Persamaan lintasan sinar pada pembentukan bayangan karena pembiasan Lensa tipis Lensa gabungan Aberasi distorsi Alat-alat optik (lup, kamera, mata, mikroskop, teleskop) Mengamati demonstrasi, informasi tentang pemantulan cahaya pada permukaan pemantul datar, cekung cembung. Mengamati demonstrasi, informasi tentang pembentukan bayangan karena pemantulan. Mengamati demonstrasi, informasi tentang pembiasan pemantulan sempurna. berdiskusi tentang hukum pembiasan, indeks bias medium, kecepatan cahaya dalam medium. berdiskusi tentang pergeseran sinar pada plan parallel, deviasi sinar pada prisma. berdiskusi tentang pembentukan bayangan oleh karena pembiasan pada permukaan pembias datar, cekung cembung Kit optik Ray Box Optical tank PR-13 H2 :

14 15 Menguasai temperature panas secara komprehensip, mantap, mendalam serta dapat mengembangkan pembias datar, cekung cembung Menggambarkan lintasan sinar pada pembentukan bayangan oleh lensa tipis. Menjabarkan menerapkan hubungan jarak benda, jarak bayangan jarak fokus lensa tipis. Menjelaskan aberasi distorsi. Menjelaskan alat-alat optic. Menjelaskan disperse, defraksi, interferensi polarisasi cahaya. Menjelaskan Fotometri. Menjelaskan konsep suhu hubungannya dengan konsep keseimbangan termal. ultrasonik. Menjelaskan sifat termometrik bahan, termometer, titik tetap skala suhu. Menjelaskan konsep kalor jenis kalor laten, serta hubung-annya dengan wujud zat diagram PT. Menjelaskan pemuaian zat padat, zat cair, gas. Menjelaskan perpindahan / Sub Dispersi cahaya (Sinar monokromatik polikromatik) Defraksi interferensi Polarisasi Fotometri Panas Suhu thermometer Kalor jenis, kalor laten kalorimetri Pemuaian Perpindahan kalor Gas ideal Teori kinetik gas berdiskusi mengenai lesa tipis pembentukan bayangan oleh lensa tipis. diskusi tentang macammacam aberasi distorsi. berdiskusi mengenai lat-alat optik (lup, kamera, mata, mikroskop, teleskop). Menerima informasi berdiskusi tentang difraksi, interferensi, polarisasi fotometri. Menjelaskan konsep suhu keseimbangan termal. ultrasonik. Menerima informasi mengenai keseimbangan termal konsep suhu. berdiskusi tentang kalor jenis kalor laten, serta hubungannya dengan wujud zat diagram PT. Mengamati demonstrasi pemuaian zat. PR-14 H1 :

15 kalor. Merumuskan menjelaskan persamaan keadaan gas ideal. Menjelaskan hubungan tekanan, temperatus, volume, jumlah molekul, kecepatan molekus gas dalam teori kinetik gas. / Sub diskusi tentang koefisi-en muai, serta pemuaian zat padat, cair gas. Demonstrasi tentang perpindahan kalor (konveksi, konduksi, raduasi). berdiskusi tentang gas ideal teori kinetic gas. 16 UJIAN AKHIR SEMESTER