GARIS BESAR PROGRAM PEMBELAJARAN (GBPP) UNIVERSITAS DIPONEGORO

GARIS BESAR PROGRAM PEMBELAJARAN (GBPP) UNIVERSITAS DIPONEGORO SPMI- UNDIP

Revisi ke Tanggal Dikaji Ulang Oleh Dikendalikan Oleh Disetujui Oleh

GBPP

10.09.04

PAF220

13 September 2013 Ketua Program Studi Fisika GPM Program Studi Fisika Dekan Fakultas Sains dan Matematika (FSM)

UNIVERSITAS DIPONEGORO Revisi ke Tanggal 13 September 2013

SPMI-UNDIP/GBPP/10.09.04/ PAF220

Disetujui Oleh

Garis Besar Program Pembelajaran

Dekan FSM

GARIS BESAR PROGRAM PEMBELAJARAN (GBPP) Revisi ke: -

Dekan FSM

Tanggal: 13 September 2013

SPMI-UNDIP/GBPP/10.09.04/ PAF220

Mata Kuliah Kode/ Bobot Deskripsi singkat

: : :

Standar kompetensi (SK)

:

1  No

1

2

2 Kompetensi dasar (KD)

Mahasiswa mampu menjelaskan (C2) cakupan dan manfaat Fisika Komputasi

Mahasiswa mampu menyelesaian (C2) diferensiasi secara numerik menggunakan komputer

Disetujui oleh

Fisika Komputasi PAF220/3 SKS Mata kuliah ini mempelajari tentang Fisika komputasi dengan menggunakan bahasa pemrograman Matlab. Bahasan numerik meliputi : metode penyelesaian differensiasi/turunan, integral, berbagai metode penyelesaian PD orde I, PD orde II, PD dengan syarat batas, Persamaan differensial parsial (PDP) Elips, Parabolik dan Hiperbolik. Pada akhir kuliah mahasiswa akan mampu menyelesaikan problem fisika menggunakan metode numerik dengan computer 3

4

Pokok bahasan

Sub pokok bahasan

Cakupan dan manfaat Fisika Komputasi

Diferensiasi secara numerik menggunakan komputer

 Definisi Fisika Komputasi  Metode penyelesaian suatu problem dalam Fisika: analitik, numerik, simulasi  Bahasa-bahasa pemrograman dalam Fisika Komputasi  Manfaat Fisika Komputasi dalam Fisika  Pendahuluan diferensiasi numerik  Turunan pertama metode forward difference, backward difference, symmetric difference dan double precision  Turunan kedua dengan metode seperti turunan pertama  Flowcart turunan pertama dan kedua untuk beberapa

5 Metoda Pembelajaran

6 Soft skill*

7 Pustaka 1,2,3,4,5, 6,7

 Presentasi materi  Diskusi interaktif

√

1,2,3,4,5, 6,7  Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

3

4

5

6

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) integrasi numerik dengan metode trapesium

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C3) integrasi numerik dengan metode Simpson 1/3

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) integrasi numerik dengan metode Monte Carlo

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C3) Persamaan Differensial (PD) Orde 1 dengan metode Euler

Integrasi numerik dengan metode trapesium

Integrasi numerik dengan metode Simpson 1/3

Integrasi numerik dengan metode Monte Carlo

Persamaan Differensial (PD) Orde 1 dengan metode Euler

metode  Program matlab turunan pertama dan kedua untuk beberapa metode  Pendahuluan integrasi numerik  Konsep integrasi numerik metode trapesium  Flowcart integrasi numerik metode trapesium  Program matlab untuk integrasi numerik metode trapesium  Konsep integrasi numerik metode Simpson 1/3  Flowcart integrasi numerik metode Simpson 1/3  Program matlab untuk integrasi numerik metode Simpson 1/3  Konsep integrasi numerik Monte Carlo: metode rejection dan direct sampling  Flowcart integrasi numerik Monte Carlo: metode rejection dan direct sampling  Program matlab untuk integrasi numerik Monte Carlo: metode rejection dan direct sampling  Pendahuluan PD  Konsep penyelesaian PD orde 1 dengan metode Euler  Flowcart penyelesaian PD orde 1 dengan metode Euler  Program matlab untuk penyelesaian PD orde 1 dengan metode Euler

1,2,3,4,5, 6,7  Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

 Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

1,2,3,4,5, 6,7

√

1,2,3,4,5, 6,7

 Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

1,2,3,4,5, 6,7  Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

7

8

9

10

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) Persamaan Differensial (PD) Orde 1 dengan metode Runge Kutta

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) Persamaan Differensial (PD) Orde 2 dengan metode Euler

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) Persamaan Differensial (PD) Orde 2 dengan metode Runge Kutta

Mahasiswa mampu menyelesaian (C2) Persamaan Differensial (PD) dengan syarat batas menggunakan metode Finite Difference

Persamaan Differensial (PD) Orde 1 dengan metode Runge Kutta

Persamaan Differensial (PD) Orde 2 dengan metode Euler

Persamaan Differensial (PD) Orde 2 dengan metode Runge Kutta

Persamaan Differensial (PD) dengan syarat batas menggunakan metode Finite Difference

 Konsep penyelesaian PD orde 1 dengan metode Runge Kutta orde 1, 2 dan 3  Flowcart penyelesaian PD orde 1 dengan metode Runge Kutta orde 2  Program matlab untuk penyelesaian PD orde 1 dengan metode Runge Kutta orde 2  Konsep penyelesaian PD orde 2 dengan metode Euler  Flowcart penyelesaian PD orde 2 dengan metode Euler  Program matlab untuk penyelesaian PD orde 2 dengan metode Euler  Konsep penyelesaian PD orde 1 dengan metode Runge Kutta orde 1, 2 dan 3  Flowcart penyelesaian PD orde 1 dengan metode Runge Kutta orde 2  Program matlab untuk penyelesaian PD orde 1 dengan metode Runge Kutta orde 2  Konsep penyelesaian PD dengan syarat batas menggunakan metode Finite Difference  Flowcart penyelesaian PD dengan syarat batas menggunakan metode Finite Difference  Program matlab untuk penyelesaian PD dengan syarat batas menggunakan metode Finite

1,2,3,4,5, 6,7  Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

 Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

1,2,3,4,5, 6,7

√

1,2,3,4,5, 6,7  Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

1,2,3,4,5, 6,7

 Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

11

12

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) Persamaan Differensial Parsial (PDP) Elips dengan metode Finite Difference

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) Persamaan Differensial Parsial (PDP) Parabolik dengan metode Finite Difference

13

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) Persamaan Differensial Parsial (PDP) Hiperbolik dengan metode Finite Difference

14

Mahasiswa mampu menyelesaikan (C2) kasus real dalam fisika secara komputasi

Persamaan Differensial Parsial (PDP) Elips dengan metode Finite Difference

Persamaan Differensial Parsial (PDP) Parabolik dengan metode Finite Difference

Persamaan Differensial Parsial (PDP) Hiperbolik dengan metode Finite Difference

Kasus-kasus real dalam fisika secara komputasi

Difference  Pendahuluan PDP  Konsep penyelesaian PDP Elips dengan metode Finite Difference  Flowcart penyelesaian PDP Elips dengan metode Finite Difference  Program matlab untuk penyelesaian PDP Elips dengan metode Finite Difference  Konsep penyelesaian PDP Parabolik dengan metode Finite Difference  Flowcart penyelesaian PDP Parabolik dengan metode Finite Difference  Program matlab untuk penyelesaian PDP Parabolik dengan metode Finite Difference  Konsep penyelesaian PDP Hiperbolik dengan metode Finite Difference  Flowcart penyelesaian PDP Hiperbolik dengan metode Finite Difference  Program matlab untuk penyelesaian PDP Hiperbolik dengan metode Finite Difference  Kasus gelombang 2D  Kasus difusi partikel  Kasus distribusi panas pada plat

1,2,3,4,5, 6,7  Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

1,2,3,4,5, 6,7  Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

1,2,3,4,5, 6,7  Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

 Presentasi materi  Diskusi interaktif  Praktek membuat program

√

1,2,3,4,5, 6,7

√

Materi/Bahan Bacaan Perkuliahan 1. Koonin,S.E., Computational Physics, Addison Wesley, 1986 2. Carnahan B., Luther H.A. dan Wilkes J.O., Appied Numerical Methods, John Wiley, 1969 3. Benningto, R.H., Introductory Computer Methods And Numerical Analysis, The, Macmillan, 1971 4. Manassah J.T., Elementary Mathematical dan Computational Tools for Electrical and Computer Engineers using Matlab, CRC Press, 2001 5. Stark, P.A., Introduction To Numerical Methods, The Macmillan, 1970 6. Pang T, An Introduction to Computational Physics, Cambridge University Press, 2006 7. Chapra, S.C., and Canale, P.P., Numerical Methods For Engineers With Personal Computer Application, Mc.Graw Hill Bokk Co, 1985