RENCANA PROGRAM DAN KEGIATAN PEMBELAJARAN SEMESTER Semester Ganjil Tahun 2016/2017 IDENTITAS MATA KULIAH : Nama : Fisika Komputasi Kode : PAP319 sks 4 (3 sks teori + 1 sks praktikum) Status : Wajib Mata Kuliah Prasyarat : PAP212 Komputer Semester : 5 (Lima) IDENTITAS DOSEN : Nama / NIP Dosen : Afdal, M.Si. /197601062000031001 KOMPETENSI MATA KULIAH: Setelah mengikuti ini mahasiswa diharapkan dapat: a) memahami suatu masalah fisis tertentu (sesuai sinopsis) dan merumuskannya menjadi persamaan fisis dengan menggunakan hukum-hukum fisika, kemudian b) menentukan dan menggunakan metode numerik yang sesuai untuk menyelesaikan persamaan fisis tersebut (mengubah persamaan fisis menjadi bentuk diskrit), selanjutnya c) merancang algoritma, flow chart, dan membuat program komputer untuk menyelesaikan masalah tersebut (khususnya dengan bahasa Pascal) d) melakukan simulasi hitungan secara manual dari flow chart atau program yang telah dibuat pada bagian c) POKOK BAHASAN (PB): A. Akar B. Integral Numerik C. Numerik D. Matriks dan Sistem Linier E. Curve Fitting F. Biasa G. Parsial H. Proyek Akhir REFERENSI: 1. Chapra, S.C., dan R.P Canale, Numerical Method for Engineers, Mc Graw-Hill Book Company, 1985. (ada e-book dan ada edisi Indonesianya). 2. de Vries, P.L., 1994 : Afirst Course in Computational Physics, John Willey & Sons Inc., Oxford. 3. Soegeng, R., Komputasi Numerik dengan Turbo Pascal, Bandung, 1993. JUMLAH JAM BELAJAR PER MINGGU: Kelompok Pembelajaran Teori Aktivitas Jumlah Jam Belajar Per Minggu Tatap Muka 3 Media Pembelajaran Papan Tulis, Laptop + Projector, Hand Out, Buku Referensi Kerja Terstruktur 3 Buku Referensi, komputer, internet, dll. Kerja Mandiri 3 Buku Referensi, komputer, internet, dll. Tempat Ruang Kuliah - Rumah - Perpustakaan - Rumah - Perpustakaan 01
JUMLAH JAM BELAJAR PER MINGGU: Kelompok Pembelajaran Aktivitas Kerja Labor (Pelaksanaan ) Kerja Terstruktur (Tugas Rumah ) Kerja Mandiri (Dirancang Sendiri oleh Mahasiswa) Jumlah Jam Belajar Per Minggu 3 2 2 Media Pembelajaran Komputer, Modul, Papan Tulis Komputer, Modul, Buku Referensi Komputer, Modul, Buku Referensi, dll. Tempat Laboratorium - Rumah - Perpustakaan - Rumah - Perpustakaan JADWAL Kuliah UTS UAS Ujian Kelas Hari Jam Gedung/Ruang Keterangan Selasa 11.10 12.50 I1.7 Setiap Minggu B Kamis 16.00 17.40 I2.15 (I2.5) Setiap Minggu Sesuai Kalender Akademik Universitas Andalas Jadwal akan ditetapkan oleh Bagian Akademik FMIPA Hari Jam Tempat Senin Jumat Sesuai shift Laboratorium Komputer Jurusan Fisika Hari Jam Tempat Senin Jumat Sesuai shift Laboratorium Komputer Jurusan Fisika Satu minggu sebelum UTS dan UAS KOMPONEN PENILAIAN Nilai No. Aspek (%) 1. Ujian Tulis 45 2. 25 3. Ujian 5 4. Tugas 25 Sub Aspek Nilai (%) UTS 50 Ujian susulan diberikan hanya untuk UAS 50 alasan: Tugas Rumah 25 - sakit dengan surat keterangan dokter Tugas 75 - musibah yang menimpa keluarga inti Ujian 1 50 - utusan universitas untuk kegiatan yang Ujian 2 50 relevan dengan surat tugas pimpinan Latihan / Kuis Tugas susulan: Resume tidak ada dengan alasan apapun PR Proyek Akhir ALUR PELAKSANAAN PERKULIAHAN: - Mahasiswa harus memiliki RPS, yang digunakan sebagai panduan dalam mengikuti sepanjang semester. - Pada setiap sebelum kuliah tatap muka dilakukan, mahasiswa harus membaca sub pokok bahasan, kemudian membuat resume (ringkasan) dari sub pokok bahasan tersebut. - Pada setiap kuliah tatap muka, mahasiswa harus membawa hand-out dari pokok bahasan yang akan dibahas. Alur kuliah tatap muka secara umum akan mengikuti hand-out tersebut. - Pada setiap akhir pokok bahasan akan diberikan pekerjaan rumah (PR) yang dikerjakan di luar kelas secara berkelompok. - Setiap pokok bahasan juga dilengkapi dengan praktikum yang dilaksanakan di Laboratorium. - Selain itu mahasiswa harus belajar mandiri. 02
TUGAS TERSTRUKTUR: - Tugas terstruktur adalah pembelajaran di luar kuliah tatap muka dengan bahan yang dikoordinasikan oleh dosen. - Bentuk tugas terstruktur pada mata kuliah ini adalah Pekerjaan Rumah (PR) dan Resume. - PR dan Resume dibuat pada kertas HVS ukuran A4 (kedua halaman kertas digunakan, bolak-balik) dengan tulisan tangan yang rapi dan dapat dibaca. Pekerjaan Rumah: a) PR adalah tugas terstruktur berupa penyelesaian soal-soal konsep dasar maupun hitungan. b) Sebagian besar PR akan diumumkan di website i-learning Universitas Andalas. c) PR dikerjakan secara berkelompok (4 orang per kelompok). Anggota kelompok selalu tetap untuk semua PR sampai akhir semester. d) Walaupun PR dikerjakan secara berkelompok, tetapi setiap anggota kelompok tetap harus menulis dan mengumpulkan hasilnya satu per orang. Ke-empat berkas PR tersebut dikumpulkan dalam satu bundelan. e) Bundelan PR tersebut dikumpulkan langsung oleh kelompok yang bersangkutan ke Loker Dosen yang terletak di Lobby Jurusan Fisika sebelum batas akhir pengumpulan. Masukkan ke loker nomor 29 (dengan nama AFDAL ). f) PR yang dikumpulkan setelah batas akhir pengumpulan tidak akan diterima (diberi nilai nol). Resume: a) Resume merupakan ringkasan dari suatu sub-pokok bahasan yang akan didiskusikan pada kuliah tatap muka berikutnya. b) Sumber bacaan dari resume adalah buku referensi. c) Resume dibuat sebanyak dua halaman dilengkapi dengan 2 pertanyaan sesuai format yang ditetapkan. d) Resume merupakan tugas perorangan. e) Resume dikumpulkan langsung di kelas sebelum kuliah tatap muka dimulai. Apabila kuliah tatap muka sudah dimulai maka resume tidak akan diterima lagi. BELAJAR MANDIRI: Belajar Mandiri adalah pembelajaran di luar kuliah tatap muka dengan bahan, metode, waktu, durasi, dan tempat yang ditetapkan oleh mahasiswa sendiri sesuai kebutuhan dan targetnya. CARA AKSES BAHAN DAN TUGAS KULIAH Sebagian bahan dan tugas kuliah dapat diakses di website i-learning Universitas Andalas. Cara mengakses sumber pembelajaran pada website i-learning Universitas Andalas: - Masuk website i-learning Universitas Andalas dengan mengetikkan alamat http://ilearn.unand.ac.id pada web browser, lalu klik link <Matematika dan IPA> atau ketik pada web browser http://fmipa.ilearn.unand.ac.id/ - Pada course categories klik Fisika - klik Semester 5 - klik Fisika Komputasi - Silakan baca atau download Bahan Kuliah, PR, pengumuman, dll. NORMA AKADEMIK No. Hal Aturan Sanksi - Dilarang mencontek dan memberi contekan. - Dilarang melakukan per-joki-an : mengerjakan tugas untuk orang lain atau meminta orang lain untuk Dari tugas atau ujian 1. Kecurangan mengerjakan tugas. diberi nilai nol - Dilarang membuka buku teks, diktat, modul, catatan, sampai mata kuliah media penyimpan elektronik, atau media lain saat diberi nilai E ujian bertipe tutup buku. - Dilarang memalsukan tanda tangan atau paraf. 03
2. Pengumpulkan tugas Tidak boleh melewati deadline. Tugas diberi nilai nol - Peserta ajar yang terlambat masuk kelas (setelah 3. Memasuki kelas dimulai) tidak diperkenankan mengikuti (menghadiri kuliah. tatap muka) - Keterlambatan hanya boleh 1 kali dan paling lama 15 menit. 4. Pakaian & aksesoris - Pakaian harus rapi dan sopan (tidak ketat, tidak transparan, tidak sobek, tidak bercorak mencolok). - Bawahan berupa celana atau rok panjang. - Atasan berupa kemeja atau t-shirt atau blus. - Alas kaki berupa sepatu. - Asesoris: dilarang memakai kacamata hitam, topi, atau perhiasan berlebihan. 5. Makan di dalam kelas Dilarang dalam bentuk apapun 6. Minum 6. Gadget 7. Berbicara di dalam kelas 8. Ketidakhadiran Bila sangat diperlukan, minum di dalam kelas diperkenankan secukupnya saja. Tapi harus: minuman sendiri, tidak menimbulkan kebrisikan, dan tidak mengganggu. - Modus: mati atau silent - Dilarang digunakan, kecuali untuk menjawab panggilan/pesan masuk darurat (dijawab di luar kelas) Dilarang, kecuali dalam sesi diskusi, bertanya ke dosen, menjawab pertanyaan dosen. Ketidakhadiran maksimum 2 kali sebelum UTS dan total 5 kali sebelum UAS 9. Hal lain Semua hal yang belum diatur disini akan diatur kemudian. Tidak diperkenankan mengikuti UAS JADWAL KEGIATAN PER TATAP MUKA (TM) TM Pokok Sub Pokok ke- Bahasan Bahasan Kompetensi - RPKPS & Mengetahui kontrak. Kontrak Mengetahui ruang lingkup matakuliah dan 1. Pengantar Perkuliahan pembagian waktunya (Rencana Program & Kegiatan Pembelajaran Semester - RPKPS). Fisika Dapat menjelaskan pengertian, peranan, dan Komputasi komponen-komponen Fisika Komputasi. 2. Akar Bisection Dapat menjelaskan pengertian akar persamaan, memberikan contoh masalah fisis yang melibatkan akar persamaan, dan menjelaskan teknik pencarian akar persamaan dengan metode analitik. berhubungan dengan pencarian akar persamaan, dan dapat menyusun persamaan fisis menjadi bentuk standar persamaan pencarian akar dengan metode numerik. Dapat menjelaskan cara melakukan perumusan metode bisection. Dapat merancang algoritma / flow chart dan melakukan simulasi hitungan (secara manual) untuk menentukan akar persamaan dengan Metode Pembelajaran 04
3. Akar Akar 4. Integral 5. Integral KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI Newton Raphson - Pengatar Persegi Panjang Trapesium Simpson 6. Integral - Studi Kasus Integral 7. 8. Finite Difference - Turunan Pertama - Turunan Kedua - Ekstrapolasi Richardson metode bisection. Dapat menjelaskan cara melakukan perumusan metode Newton-Raphson. Dapat merancang algoritma / flow chart dan melakukan simulasi hitungan (secara manual) untuk menentukan akar persamaan dengan metode Newton-Raphson. Dapat membuat program komputer untuk menentukan akar persamaan dengan metode bisection dan Newton-Raphson. Dapat menjelaskan pengertian integral, memberikan contoh masalah fisis yang melibatkan proses pengintegralan, dan menjelaskan teknik-teknik pengintegralan analitik. berhubungan dengan proses pengintegralan. Dapat menjelaskan cara melakukan perumusan metode persegi panjang. Dapat merancang algoritma / flow chart untuk menghitung integral dengan metode persegi panjang. Dapat menjelaskan cara melakukan perumusan metode trapesium dan simpson. Dapat merancang algoritma / flow chart untuk menghitung integral dengan metode trapesium dan simpson. Dapat melakukan simulasi hitungan secara manual untuk menghitung integral dengan metode persegi panjang, trapesium, dan simpson. Dapat membuat program komputer untuk untuk menghitung integral dengan metode persegi panjang, trapesium, dan simpson. Dapat menjelaskan pengertian diferensial, memberikan contoh masalah fisis yang melibatkan proses pendiferensialan, dan menjelaskan teknik pendiferensialan analitik. berhubungan dengan proses pendiferensialan. Dapat menjelaskan prinsip pendiferensialan numerik dengan metode finite difference (forward, backward, dan central difference). Dapat menggunakan metode pendiferensialan numerik untuk menghitung turunan pertama dari sekelompok data. program untuk menghitung turunan pertama dengan metode finite difference. Dapat menggunakan metode pendiferensialan numerik untuk menghitung turunan kedua dari sekelompok data. pemrograman 05
9. 10. Matriks dan Sistem Linier Matriks dan Sistem Linier - Matriks Segitiga Atas (Back Substitution) Solusi Matriks Umum (Eliminasi Gauss) program untuk menghitung turunan kedua dengan metode finite difference. Dapat membuat program komputer untuk untuk menentukan turunan pertama dan kedua suatu besaran dari sekelompok data. Dapat menjelaskan pengertian matriks, sistem persamaan linier, dan memberi contoh masalah yang melibatkan sistem persamaan linier. Dapat melakukan formulasi masalah fisis tertentu sampai terbentuk sistem persmaan linier. Dapat menjelaskan teknik penyelesaian SPL dan matriks dengan metode analitik. program untuk menentukan solusi matriks segitiga atas dengan metode back-substitution. program untuk menentukan solusi matriks umum dengan metode eliminasi gauss dan back-substitution, dan melakukan simulasi hitungannya secara manual. 11. Matriks dan Sistem Linier Matriks dan Sistem Linier 12. Curve Fitting Invers Matriks (Eliminasi Gauss- Jordan) - Regresi Linier - Regresi Polinomial 13. Curve Fitting - Interpolasi program untuk menentukan invers matriks dengan metode eliminasi gauss-jordan. manual untuk menentukan invers matriks dengan metode eliminasi gauss-jordan. Dapat membuat program komputer untuk menentukan solusi suatu matriks dengan metode eliminasi gauss dan invers matriks dengan metode eliminasi gauss jordan. Dapat menjelaskan pengertian curve fitting, regresi, dan memberi contoh masalah yang harus diselesaikan dengan curve fitting (regresi dan interpolasi). Dapat menentukan persamaan garis regresi linier dan polinomial dengan metode least square dari sekelompok data secara manual dan dengan spread sheet. program untuk menentukan persamaan garis regresi linier dan polinomial dari sekelompok data. Dapat menjelaskan pengertian interpolasi, perbedaannya dengan regresi, dan memberi contoh masalah yang harus diselesaikan dengan interpolasi. Dapat menentukan persamaan garis interpolasi polinomial secara manual. program untuk menentukan persamaan garis 06
14. 15. 16. 17. 18. 19. Curve Fitting Biasa (PDB) Biasa Biasa Biasa Parsial (PDP) Parsial Euler Modified Euler Improved Euler Runge- Kutta Studi Kasus - PDP Elliptik - PDP Parabolik - PDP Hiperbolik - Poisson interpolasi polinomial dari sekelompok data. Dapat membuat program komputer untuk menentukan persamaan garis regresi dan interpolasi dari sekelompok data. Dapat menjelaskan pengertian PDB dan memberi contoh masalah yang direpresentasikan dengan PDB. berhubungan dengan PDB, menyusun PDB menjadi bentuk standar persamaan untuk penyelesaian PDB dengan metode numerik. program untuk menentukan solusi PDB dengan metode Euler dan Modified Euler. manual untuk menentukan solusi PDB orde-1 dan orde-2 dengan metode Euler dan Modified Euler. program untuk menentukan solusi PDB dengan metode Improved Euler dan Runge-Kutta. manual untuk menentukan solusi PDB orde-1 dan orde-2 dengan metode Improved Euler dan Runge-Kutta. Dapat menentukan solusi PDB orde-1 dan orde-2 dengan metode Euler, Modified Euler, Improved Euler dan Runge-Kutta (Dari formulasi masalah sampai hitungan). Dapat membuat program komputer untuk menentukan solusi PDB Orde-1 dan Orde-2 dengan metode Euler, modified Euler, Improved Euler dan Runge-Kutta. Dapat menjelaskan pengertian PDP dan memberi contoh masalah yang direpresentasikan dengan PDP. berhubungan dengan PDP. Dapat mengubah PDP menjadi bentuk diskrit dengan metode finite difference. program untuk menentukan solusi PDP Elliptik dan Parabolik. manual untuk menentukan solusi PDP Elliptik. program untuk menentukan solusi PDP Parabolik dan Hiperbolik. manual untuk menentukan solusi PDP Parabolik dan Hiperbolik. program untuk menentukan solusi Studi Kasus Latihan Soal 07
Parsial Parsial 20. Proyek Akhir 21. Proyek Akhir - Schrödinger - Perancangan & Pembuatan Laporan (di rumah) - Progress Report - Presentasi dan Laporan Poisson dan Schrödinger. manual untuk menentukan solusi Poisson dan Schrödinger. Dapat membuat program komputer untuk menentukan solusi berbagai bentuk PDP dengan metode finite difference. - Dapat menerapkan pengetahuan dan keterampilan yang sudah diperoleh pada pertemuan sebelumnya untuk menyelesaikan suatu masalah nyata secara komprehensif. - Dapat membuat makalah/laporan tertulis dari suatu proyek ilmiah. - Dapat mempresentasikan hasil proyek ilmiah. - Dapat menyampaikan pendapat dan pertanyaan dalam forum diskusi. Dapat memberikan penilaian terhadap suatu presentasi secara objektif. - Case Based Learning - - Case Based Learning - Dibuat Diperiksa Disetujui Tanggal 15 Agustus 2016 Tanggal Tanggal oleh Afdal, M.Si. oleh oleh Jabatan Dosen Mata Kuliah Jabatan Verifikator Jabatan Ketua Jurusan Fisika Tanda Tangan Tanda Tangan Tanda Tangan 08