Fisika Dasar II. : Sutrisno, Saeful Karim, Endi Suhendi

Transkripsi

1 Fisika Dasar II I. DESKRIPSI Mata kuliah ini adalah kelanjutan dari mata kuliah Fisika Dasar I dan merupakan prasyarat bagi kelompok mata kuliah keahlian program studi pada program S-1 Program Studi Pendidikan Fisika dan Program Studi Fisika. Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan kean, kemagnetan, gelombang elektromagnetik dan fisika modern serta dapat pengetahuan fisika. Dalam perkuliahan ini dibahas muatan gaya dan medan, hukum Gauss, potensial, hambatan dan arus, rangkaian DC, kemagnetan, induksi elektromagnetik, osilasi elektromagnetik dan rangkaian arus bolak balik. Perkuliahan dilaksanakan menggunakan pendekatan konseptual dan kontekstual dengan metoda demonstrasi, diskusi, tanya jawab, dan ceramah, dilengkapi dengan penggunaan OHP, dan alat peraga fisika. Tahap penguasaan mahasiswa dievaluasi selain dengan UTS dan UAS juga melalui pekerjaan rumah (PR). Buku sumber utama : Halliday & Resnick. (1989). FISIKA ; Tipler. (2001). FISIKA Untuk Sains dan Teknik. II. Silabus 1. Identitas mata kuliah Nama mata kuliah : Fisika Dasar II Nomor kode : FI331 Jumlah sks : 4 sks Semester : 3 lompok mata kuliah : Mata Kuliah ahlian Program Studi Program Studi/Program : Pendidikan Fisika dan non kependidikan / S-1 Status mata kuliah : Wajib Prasyarat : Fisika Umum Dosen : Sutrisno, Saeful Karim, Endi Suhendi 2. Tujuan Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan mengenai muatan, gaya dan medan, hukum Gauss, potensial, hambatan dan arus, rangkaian DC, kemagnetan, induksi elektromagnetik, osilasi elektromagnetik dan rangkaian arus bolak balik, serta dapat pengetahuan fisika. 3. Deskripsi Isi Dalam perkuliahan ini dibahas muatan gaya dan medan, hukum Gauss, potensial, hambatan dan arus, rangkaian DC, kemagnetan, induksi elektromagnetik, osilasi elektromagnetik dan arus bolak balik.

2 4. Pendekatan pembelajaran Konseptual dan kontekstual Metode : demonstrasi, Tanya jawab, diskusi, ceramah Tugas : pekerjaan rumah soal latihan Media : OHP, alat peraga fisika 5. Evaluasi hadiran Tugas UTS UAS 6. Rincian materi perkuliahan tiap pertemuan Pertemuan 1 : Muatan, gaya dan medan Pertemuan 2 : Muatan, gaya dan medan (melanjutkan) Pertemuan 3 : Hukum Gauss Pertemuan 4 : Hukum Gauss (melanjutkan) Pertemuan 5 : Potensial Pertemuan 6 : Potensial (melanjutkan) Pertemuan 7 : Hambatan dan arus Pertemuan 8 : Ujian tengah semester Pertemuan 9 : Rangkaian DC Pertemuan 10 : Rangkaian DC (melanjutkan) Pertemuan 11 : magnetan Pertemuan 12 : magnetan (melanjutkan) Pertemuan 13 : Induksi elektromagnetik Pertemuan 14 : Induksi elektromagnetik (melanjutkan) Pertemuan 15 : Osilasi elektromagnetik dan Arus bolak balik Pertemuan 16 : Ujian akhir semester 7. Daftar buku David Halliday & Robert Resnick (Pantur Silaban & Erwin Sucipto), (1989). FISIKA, Erlangga-Jakarta. Paul A. Tipler (Dr. Bambang Soegijono). (2001). FISIKA, Untuk Sains dan Teknik, Erlangga-Jakarta. Douglas C. Giancoli. (2001). FISIKA, Erlangga-Jakarta

3 III. SILABUS DAN RENCANA PERKULIAHAN Matakuliah : Fisika Dasar II Kode : FI331 SKS : 4 sks Semester : 3 Nama Dosen : Drs. Sutrisno, M.Pd. Standar Kompotensi : Menguasai magnet, gelombang elektromagnetik dan fisika modern secara komprehensip, Minggu 1, 2 Menguasai muatan, gaya dan medan secara komprehensip, Menjelaskan fenomena elektrifikasi dan elektrostatika. Membedakan konduktor dan isolator. Menjelaskan muatan, muatan fundamental, kuantisasi muatan dan hukum kekekalan muatan. Menjelaskan, menjabarkan dan menerapkan hukum Coulomb. Menjelaskan Konsep medan statis. Menjelaskan, menjabarkan menggambarkan dan menerapkan medan dari sebuah muatan titik. Menjelaskan, menjabarkan dan menggambarkan medan dari sebuah dipole Menjabarkan, Muatan, Gaya dan Medan Fenomena, statik dan elektrifikasi diskusi dan menerima (gesekan, induksi dan konduksi) fenomena statis, Isolator dan elektrifikasi dan muatan konduktor Muatan (muatan fundamental tentang konduktor dan dan kuantisasi isolator. muatan, muatan dan materi, hukum gaya (Coulomb kekekalan muatan) App.) Hukum Coulomb Medan sebuah hukum muatan titik Coulomb. Medan dipole medan statik (Electrostatic App.). Medan distribusi muatan titik (medan muatan medan dari sebuah muatan diskrit) titik. Medan muatan Coulomb App. Electrostatic App. PR-1 H2 : 3 46 T2 : 3-28

4 3,4 Menguasai Hukum Gauss secara komprehensip, menggambarkan dan menerapkan medan oleh distribusi muatan titik. Menjabarkan medan dari muatan kontinu. Menggambarkan garis-garis gaya medan untuk berbagai distribusi muatan Menjelaskan hukum Gauss. Menjabarkan dan menerapkan persamaan hukum Gauss untuk berbagai sistem distribusi muatan Mengkonfirmasi hukum Gauss dan hukum Coulomb. kontinu, Hukum Gauss Garis gaya medan dan fluks Hukum Gauss Hukum Gauss dan hukum Coulomb Aplikasi hukum Gauss ( simetri silinder, simetri bidang, dan simetri bola) medan dari sebuah dipole medan oleh distribusi muatan titik. medan dari muatan kontinu. Menyelesaikan soal-soal yang medan statik (Electrostatic App.). garis gaya medan dan fluks hukum Gauss dan hukum Coulomb. Berlatih menerapkan hukum Gauss untuk berbagai sistem distribusi muatan Electrostatic App. PR-2 H2 : T2 : 28-67

5 5,6 Menguasai potensial secara komprehensip, Menjelaskan beda potensial, dan potensial, dan usaha dalam medan dan bidang ekipotensial. Menjabarkan gradient potensial untuk menjelaskan hubungan medan dan potensial Menjelaskan konsep dan menjabarkan persamaan potensial sebuah muatan titik. Menjelaskan konsep dan menjabarkan persamaan potensial sebuah dipole Menjabarkan energi potensial dari system muatan titik Menjabarkan potensial dari konduktor yang dimuati. Menjelaskan konsep dan marumuskan kapasitansi. Menjelaskan dielektrikum. Menjelaskan energi yang tersimpan dalam medan Menjelaskan prinsip kerja tabung sinar katoda. Potensial Potensial dan beda potensial, energi potensial, usaha dalam medan dan bidang ekipotensial Hubungan potensial dan medan Potensial sebuah muatan titik Potensial sebuah dipole Energi potensial dari sistem muatan titik Potensial dari konduktor yang dimuati Kapasitansi Dielektrikum Penyimpanan energi Tabung sinar katoda bidang ekipotensial (Equipotensial App.) potensial, beda potensial, bidang ekipotensial dan usaha dalam medan gradient potensial dan hubungan medan dengan potensial konsep dan persamaan potensial sebuah muatan titik. konsep dan persamaan potensial sebuah dipole energi potensial dari sistem muatan titik potensial dari konduktor yang dimuati. Equipotensial App. Kapasitor plat sejajar Kapasitor seri dan paralel PR-3 H2 : T2 :

6 7 Menguasai hambatan dan arus secara komprehensip, Menjelaskan hubungan antara pembawa muatan dan arus, kuat arus dan rapat arus. Menjabarkan dan menerapkan rumus kuat arus dan rapat arus Menjelaskan konsep dan merumuskan hambatan dan hambat jenis. Menjelaskan hukum Ohm dan tinjauan mikroskopiknya. Marumuskan dan menghitung energi dan daya dalam rangkaian Hambatan dan Arus Listrik Gerak pembawa muatan dan arus Kuat arus Rapat arus Hambatan dan hambat jenis Hukum ohm Tinjauan mikroskopik hukum Ohm energi dan daya dalam rangkaian Semikonduktor dan superkonduktor kapasitor plat sejajar. konsep dan persamaan kapasitansi. dielektrikum. kapasitor seri dan paralel. dan diskusi tentang tabung sinar katoda. pembawa muatan, arus, kuat arus dan rapat arus informasi untuk menjabarkan kuat arus dan rapat arus tentang konsep serta rumusan hambatan dan hambat jenis. Diskusi tentang tinjauan mikroskopik hukum Ohm. Equipotensial App. Kapasitor plat sejajar Kapasitor seri dan paralel PR-4 H2 : T2 :

7 Menjelaskan semikonduktor dan superkonduktor. Menjelaskan rangkaian seri sebagai pembagi tegangan dan rangkaian parallel sebagai pembagi arus. Menjelaskan GGL, tegangan terminal dan rangkaian ggl seri dan paralel Menjabarkan dan menggunakan persamaan hukum Kirchoff. Menganalisis rangkaian arus searah yang mengandung hambatan dan kapasitor Merangkai, menganalisis dan membaca skala alat untuk mengukur kuat arus, beda potensial dan hambatan Menerima penjelasan tentang energi dan daya dalam rangkaian Diskusi tentang semikonduktor dan superkonduktor. 8 UJIAN TENGAH SEMESTER Rangkaian arus 9,10 Menguasai rangkaian arus searah secara komprehensip, searah Rangkaian hambatan seri dan parallel GGL dan tegangan terminal Hukum Kirchoff GGL seri dan parallel Rangkaian dengan resistor dan kapasitor Pengukuran kuat arus, beda potensial dan hambatan magnetan dan berdiskusi tentang rangkaian hambatan seri dan paralel. Menjabarkan dan menggunakan rumus hambatan ekivalen untuk rangkaian seri dan parallel. Diskusi dan informasi tentang persamaan hukum Kirchoff. tentang rangkaian DC yang mengandung hambatan dan kapasitor. dan berdiskusi tentang pengukuran kuat arus, beda potensial dan hambatan Rangkaian seriparalel Galvanometer Ampermeter DC Voltmeter DC Avometer dan jembatan Wheatstone. PR-5 UTS H2 : T2 :

8 11,12 Menguasai kemagnetan secara komprehensip, Menjelaskan magnet dan medan magnet. Menjelaskan medan magnet yang ditimbulkan oleh penghantar berarus Menjelaskan dan menjabarkan konsep dan persamaan gaya magnetik pada muatan yang bergerak dalam medan magnet. Menjelaskan dan menjabarkan konsep dan persamaan gaya magnetik pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. Menjelaskan dan menjabarkan konsep dan persamaan gaya magnetik antara dua penghantar sejajar berarus Mendefinisikan satuan amper dan coulomb. Menjabarkan dan menggunakan hukum Amper. Mengaplikasikan gaya dan momen gaya magnetik pada galvanometer, motor, pengeras suara, spectrometer massa dan akselerator. Magnet dan medan magnet Medan magnet yang ditimbulkan oleh penghantar berarus Gaya magnetik pada muatan yang bergerak dalam medan magnet Gaya magnetik pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet Gaya magnetik pada dua penghantar sejajar dan berarus Definisi satuan amper dan coulomb. Hukum Amper Torsi magnetik pada kumparan berarus yang berada dalam medan magnet Aplikasi Gaya dan torsi magnetik (galvanometer, motor, pengeras suara, spectrometer massa dan akselerator) Efek Hall Ekektromagnet dan percobaan Oersted magnet dan medan magnet. medan magnet yang ditimbulkan oleh penghantar berarus tabung sinar katoda gaya magnetik pada muatan yang bergerak dalam medan magnet. Diskusi tentang aplikasi gaya magnetik pada prinsip kerja spectrometer massa dan akselerator. (Amper laws app.), diskusi dan menerima gaya magnet pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. tentang torsi magnetik dan momen dipole magnet.., Magnetic field App. Tabung sinar katoda Amper laws app. Galvanometer Motor PR-6 H2 : T2 :

9 13,14 Menguasai induksi elektromagnetik secara komprehensip, Menjelaskan gaya gerak induksi. Menjelaskan, menjabarkan dan menerapkan hukum Lenz dan Faraday.. Menjelaskan dan mnejabarkan ggl induksi pada konduktor yang bergerak dalam medan magnet. Menjelaskan Perubahan fluks magnetik menimbulkan medan Menjelaskan prinsip kerja generator Menjelaskan aplikasi induksi elektromagnetik pada transformator, sound system, memori computer, dan solenoida Medan magnet pada bahan magnet (histerisis) Induksi Elektromagnetik GGL induksi Hukum Faraday Hukum Lenz GGL induksi pada konduktor yang bergerak dalam medan magnet Perubahan fluks magnetik menimbulkan medan Generator GGL perlawanan dan torsi (arus eddy) Transformator Induktansi Energi yang tersimpan dalam diskusi dan menerima prinsip kerja galvanometer dan motor. efek Hall. medan magnet pada bahan (histerisis), diskusi dan menerima ggl induksi. tentang hukum Lenz dan Faraday. tentang ggl induksi pada konduktor yang bergerak dalam medan magnet. tentang perubahan fluks magnetik menimbulkan medan, menerima informasi dan berdiskusi tentang aplikasi induksi Magnet batang Kumparan Galvanometer Model arus eddy Rev. Generator Transformator demonstrator. PR-7 H2 : T2 :

10 15 Menguasai osilasi electromagnet dan arus bolak-balik, secara komprehensip, seismograf Menjelaskan energi yang tersimpan dalam medan magnet. Menjelaskan osilasi LC secara kualitatif dan kuantitatif Menjabarkan persamaan beda potensial dan kuat arus dalam rangkaian AC. yang mengandung susunan seri RL, RC dan RLC. Membuat dan menginterpretasikan grafik dan diagram vektor beda potensial dan kuat arus dalam rangkaian AC yang mengandung susunan seri RL, RC dan RLC.. Menganalisisrangkaian AC. Menghitung energi dan daya dalam rangkaian AC. medan Osilasi Elektromagnetik dan Arus Bolak Balik (AC) Osilasi LC (kualitatif) Analogi mekanik Osilasi LC (kuantitatif) Osilasi teredam RLC Arus bolak-balik (AC) Rangkaian sederhana RLC seri, Daya dalam rangkaian arus bolakbalik elektromagnetik pada generator, transformator, sound system, memori computer, dan seismograf tentang energi yang tersimpan dalam medan magnet. osilasi LC secara kualitatif dan kuantitatif persamaan beda potensial dan kuat arus dalam rangkaian AC. yang mengandung susunan seri RL, RC dan RLC. grafik dan diagram vektor beda potensial dan kuat arus dalam rangkaian AC yang mengandung susunan seri RL, RC dan RLC. PR-8 H2 : T2 :

11 relevan 16 UJIAN AKHIR SEMESTER