BUKU RANCANGAN PENGAJARAN MATA AJAR KINEMATIKA DAN DINAMIKA oleh Tim Dosen Mata Kuliah Kinematika dan Dinamika Fakultas Teknik Universitas Indonesia Februari 2016
DAFTAR ISI PENGANTAR BAB 1 INFORMASI UMUM 5 BAB 2 KOMPETENSI (CAPAIAN PEMELAJARAN) MATA AJAR 1. Kompetensi (Capaian Pemelajaran Terminal) 2. Subkompetensi (Capaian Pemelajaran Penunjang) 3. Bagan Alir Capaian Pemelajaran BAB 3 BAHASAN DAN RUJUKAN 9 BAB 4 TAHAP PEMELAJARAN 12 hlm. 4 6 6 7 8
PENGANTAR Buku Rancangan Pembelajaran (BRP) mata kuliah Kinematika dan Dinamika ini ditunaikan sebagai penuntun untuk mahasiswa yang mengambil mata kuliah tersebut. Kinematika dan Dinamika merupakan mata kuliah penting yang memberikan fondasi pemahaman aspek gerak hingga energi dari sistem mekanikal yang bergerak. Pemahaman yang mendalam dari konsep-konsep di mata kuliah ini akan membantu mahasiswa untuk mengambil beberapa mata kuliah lanjutan yang merupakan kelanjutan dari Kinematika dan Dinamika, seperti Getaran Mekanis, dan sebagainya. Akhir kata, tim penulis mengucapkan terimakasih kepada berbagai pihak di lingkungan Universitas Indonesia dan semua pihak yang telah membantu dan menginspirasi dibuatnya buku ini. Depok, 13 Februari 2016 Tim Dosen
BAB 1 INFORMASI UMUM 1. Nama Fakultas /Jenjang : Teknik /Sarjana (S1) 2. Nama mata kuliah : Kinematika dan Dinamika 3. Kode mata kuliah : ENGxxxxx 4. Semester ke- : - 5. Jumlah SKS : 4 6. Metode pembelajara n : belajar aktif 7. Mata kuliah yang menjadi prasyarat : 8. Menjadi prasyarat untuk mata kuliah : Getaran Mekanis 9. Integrasi antara mata kuliah : - 10. Deskripsi mata kuliah : Mata kuliah Kinematika dan Dinamika adalah mata kuliah yang memberikan fondasi pemahaman aspek gerak hingga energi dari sistem mekanikal yang bergerak. Diharapkan setelah mengambil mata kuliah ini, mahasiswa menerapkan konsep-konsep kinematika dan dinamika dan menerapkannya pada persoalan-persoalan yang melibatkan sistem mekanikal yang bergerak. pada mata kuliah ini adalah melalui dua pendekatan, yaitu konsep-konsep kinematika dan dinamika pada partikel dan pada benda tegar.
BAB 2 KOMPETENSI (CAPAIAN PEMELAJARAN) MATA KULIAH KINEMATIKA DAN DINAMIKA 2.1 Kompetensi (Capaian Pemelajaran Terminal) Kemampuan mengidentifikasi, merumuskan, menganalisis, dan menyelesaikan permasalahan teknik. 2.2 Subkompetensi (Capaian Pemelajaran Penunjang) Mahasiswa mampu menerapkan konsep-konsep dasar kinematika untuk membahas suatu sistem mekanikal yang bergerak. (C3) Mahasiswa mampu menganalisis aspek kinematika dari suatu sistem mekanikal terapan yang bergerak. (C4) 2.2.3 Mahasiswa mampu menerapkan konsep-konsep dasar dinamika untuk membahas suatu sistem mekanikal yang bergerak. (C3) 2.2.4 Mahasiswa mampu menganalisis aspek dinamika dari suatu sistem mekanikal terapan yang bergerak. (C4) 2.2.5 Mahasiswa memahami dan mampu menjelaskan kinematika dan dinamika dari suatu sistem mekanikal yang bergerak. (C2)
2.3 Bagan Alir Kompetensi Kemampuan mengidentifikasi, merumuskan, menganalisis, dan menyelesaikan permasalahan teknik. 2.2.5 Mahasiswa memahami dan mampu menjelaskan kinematika dan dinamika dari suatu sistem mekanikal yang bergerak. (C2) 2.2.4 Mahasiswa mampu menganalisis aspek dinamika dari suatu sistem mekanikal terapan yang bergerak. (C4) 2.2.3 Mahasiswa mampu menerapkan konsep-konsep dasar dinamika untuk membahas suatu sistem mekanikal yang berrgerak. (C3) Mahasiswa mampu menganalisis aspek kinematika dari suatu sistem mekanikal terapan yang bergerak. (C4) Mahasiswa mampu menerapkan konsep-konsep dasar kinematika untuk membahas suatu sistem mekanikal yang bergerak. (C3)
BAB 3 BAHASAN DAN RUJUKAN 3.1 Kompetensi / Subkompetensi, Pokok Bahasan, Subpokok Bahasan, Estimasi Waktu, dan Rujukan Kompetensi/ Sub kompetensi Pokok Bahasan Pengenalan kinematika Subpokok Bahasan 1.1 Sejarah 1.2 Konsep dasar 1.3 Aplikasi Estimasi Waktu 2 x 50 Rujukan [1] Bab 1 Sistem referensi dan gerak Kinematika partikel 2.1 Koordinat kartesian, koordinat normal dan tangential, koordinat polar 2.2 Gerak lurus, gerak lengkung, gerak relatif 2.3 Vektor 3.1. Kecepatan 3.2. Percepatan 3.3. Kecepatan relatif 3.4. Percepatan relatif 4 x 50 12 x 50 [1] Bab 2 [1] Bab 2 Kinematika benda tegar 4.1. Kecepatan 4.2. Percepatan 4.3. Kecepatan relatif 4.4. Percepatan relatif 4.5. Rotasi 12 x 50 [1] Bab 5 2.2.3 2.2.4 Pengenalan dinamika 5.1. Konsep dasar 5.2. Aplikasi 2 x 50 [1] Bab 1 2.2.5 2.2.3 2.2.4 2.2.5 Dinamika partikel 6.1. Massa dan gaya 6.2. Kerja dan energi 6.3. Impuls dan momentum 14 x 50 [1] Bab 3 2.2.3 Dinamika benda tegar 6.1. Rotasi 6.2. Momen inersia dan torsi 14 x 50 [1] Bab 6
2.2.4 2.2.5 6.3. Kerja dan energi 6.4. Impuls dan momentum angular 3.2 Daftar Rujukan : [1] Meriam, James L., and L. Glenn Kraige. Engineering mechanics: dynamics. Vol. 2. John Wiley & Sons, 2012. [2] Young, Hugh D., Roger A. Freedman, and Lewis Ford. University Physics Vol 2. Vol. 2. Pearson education, 2007. [3] Kleppner, Daniel, and Robert Kolenkow. An introduction to mechanics. Cambridge University Press, 2013.
BAB 4 TAHAP PEMELAJARAN Kompetensi/ Subkompetensi* 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.3 2.2.4 Orientasi (%) pengenalan kinematika sistem referensi dan gerak kinematika partikel kinematika benda tegar pengenalan dinamika dinamika partikel Tahap Pemelajaran** Latihan (%) Umpan balik (%) Tidak ada (0%) Tidak ada (0%) Media Teknologi
2.2.5 2.2.3 2.2.4 2.2.5 dinamika benda tegar Catatan: *Kode angka di sini mengacu kepada nomor urut subkompetensi pada Bab 2 (hlm. 6). **Tahap pembelajaran terdiri atas tiga, yakni orientasi (O), (L), dan umpan Balik (U). Pada orientasi, pengajar memberikan penjelasan awal tentang pokok bahasan, materi dan metode, waktu yang digunakan, dan sistem penilaian. Pada tahap, mahasiswa melakukan aktivitas sesuai dengan metode pembelajaran yang diterapkan (diskusi kelompok kecil, cooperative learning (CL), Contextual Instruction (CI), atau Problem-based Learning (PBL)). Pada tahap umpan balik, pengajar memberikan klarifikasi atas yang telah dilaksanakan oleh mahasiswa dan dapat diikuti penugasan yang dikerjakan di rumah, termasuk tugas membaca bahan bacaaan untuk pertemuan berikutnya. Dalam hal metode pembelajaran, diterapkan a metode pembelajaran aktif sebagai berikut. (1) Diskusi kelompok kecil (small group discussion) diadakan di dalam kelas dengan kelompok diskusi beranggotakan 4-5 orang. Dalam diskusi kelompok kecil, mahasiswa dibagi atas kelompok-kelompok kecil beranggotakan 4-5 orang. Kelompok-kelompok kecil mahasiswa tersebut mendiskusikan topik yang sama yang diberikan oleh pengajar. Umpan balik diberikan pengajar di akhir kelas setelah diskusi kelompok kecil untuk mengklarifikasi pemahaman mahasiswa. (2) Cooperative Learning, diadakan dengan cara mahasiswa secara berkelompok mengerjakan soal tentang materi yang dibahas, yang disediakan oleh pengajar di dalam kelas. Umpan balik diberikan oleh pengajar di akhir kelas dalam pengecekan bersama hasil pengerjaan. (3) Contextual Instruction, dilakukan dengan cara memberi kesempatan kepada mahasiswa untuk melakukan pengumpulan data secara langsung untuk sebuah masalah yang ingin diteliti. Umpan balik dari pengajar adalah memberikan klarifikasi dan masukan tentang pemilihan data yang sebaiknya dikumpulkan. (4) Problem-based Learning, dilakukan terhadap sebuah kasus yang ingin mengkaitkan hubungan antar variabel yang diberikan oleh pengajar, mahasiswa akan mengidentifikasi variabel mana yang merupakan variable bebas dan mana yang merupakan variable terikat, lalu melakukan regresi linier sederhana dan analisis korelasi. Umpan balik dari pengajar adalah mengklarifikasi output hasil pemelajaran aktif PBL ini.