FISIKA DASAR Silabi
TUJUAN UMUM Memberikan konsep-konsep dan prinsipprinsip dasar fisika yang diperlukan untuk belajar fisika lebih lanjut atau ilmu pengetahuan lainnya. Memberikan ketrampilan dalam penyelesaian persoalan fisika dasar terutama dalam pemakaian kalkulus dasar sebagai alat bantu.
PENYAJIAN Disajikan dalam 3 sks kuliah + 1 sks praktikum
Nama mata kuliah Kode mata Kuliah Prasyarat :-
: Fisika Dasar (3-1 SKS) : PAU 1102
Kompetensi: Mahasiswa menguasai berbagai konsep tentang gerak sebagai suatu deskripsi keadaan benda dengan menggunakan vektor, konsep medan gaya dan medan fluida, prinsip-prinsip dasar interaksi termal, dan dasar mesin-mesin kalor. Substansi Kajian: Kinematika partikel: deskripsi gerak benda titik dan persamaan gerak r(t) serta penerapannya pada gerak jatuh bebas, gerak peluru, gerak relatif, gerak lingkar dan gerak harmonik sederhana. Dinamika partikel: deskripsi interaksi dengan menggunakan konsep gaya titik, hukum-hukum Newton dan penerapannya, gaya sentripetal dan sentrifugal, gerak harmonik sederhana dan paksa. Kerja dan energi: energi, kerja sebagai interaksi berupa alih energi, energi kinetik dan potensial, kekekalan energi mekanik total dalam medan gaya konservatif, daya.
Momentum dan impuls: momentum linier, impuls sebagai deskripsi interaksi dalam bentuk alih momentum, sistem benda titik, pusat massa dan gerak pusat massa. Momentum sudut dan Gerak Rotasi: momentum sudut pada gerak benda titik, hubungan momentum sudut dan momen gaya, kekekalan momentum sudut, momen inersia serta cara menghitungnya dan kesetimbangan benda tegar. Mekanika fluida: statika fluida dan dinamika fluida. Kalor: konsep dan perambatan kalor, teori kinetik gas, prinsip equipartisi energi, hukum I & II termodinamika, kapasitas kalor gas, persamaan keadaan, mesin Carnot, mesin uap, motor bakar, mesin pendingin dan konsep entropi dan transisi fase.
Pustaka : R. Resnick dan D. Halliday. 1993. Fisika (terjemahan P. Silaban dan E. Sucipto). Erlangga. Jakarta. Sears dan Zemansky. 1981. University Physics, Addison Wesley Reading, Massachusetts. Serway , R.A and Jewett, J. 2010, Fisika untuk Sains dan Teknik Buku 2 Edisi 6 (Terjemahan Chriswan Sungkono). Jakarta Federick J.Bueche, 1997, Seri Buku Schaum, teori dan soal-soal Fisika Dasar edisi 8.
Apakah Fisika Itu ? Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi. Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (Metode Ilmiah).
Fisika Klasik (sebelum 1920)
Kuantum (setelah 1920)
• Posisi dan Momentum partikel dapat ditetapkan secara tepat
• Ketidak pastian Posisi dan Momentum partikel
• ruang dan waktu merupakan dua hal yang terpisah
• ruang dan waktu merupakan satu kesatuan
Hukum Newton
Dualisme Gelombang-Partikel
BESARAN FISIKA DAN SISTEM SATUAN
Pengukuran
Pengamatan Peristiwa Alam
Model Eksperimen
Apakah yang diukur ?
Besaran Fisika
Pengukuran Alat Ukur Kuantitas (Hasil Pengukuran) Sistem Matrik
Kalibrasi SI
Penyajian
Harga
Standar ukuran
Satuan
Sistem satuan
Konseptual
Besaran Pokok : besaran yang ditetapkan dengan suatu standar ukuran
Besaran Turunan : Besaran yang dirumuskan dari besaran-besaran pokok
Besaran Fisika
Besaran Skalar : hanya memiliki nilai Matematis Besaran Vektor : memiliki nilai dan arah
Besaran Pokok (dalam SI)
Satuan (dalam SI)
Massa
kilogram (kg)
Panjang
meter (m)
Waktu
sekon (s)
Arus listrik
ampere (A)
Suhu
kelvin (K)
Jumlah Zat
mole (mol)
Intensitas
kandela (cd)
SISTEM MATRIK DALAM SI Faktor Awalan
Simbol
Faktor Awalan
Simbol
1018
exa-
E
10-1
desi-
d
1015
peta-
P
10-2
senti-
c
1012
tera-
T
10-3
mili-
m
109
giga-
G
10-6
mikro-
µ
106
mega-
M
10-9
nano-
n
103
kilo-
k
10-12
piko-
p
102
hekto-
h
10-15
femto-
f
101
deka-
da
10-18
ato-
a
Definisi standar besaran pokok Panjang - meter : Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299, 299,792, 792,458 sekon. sekon.
Massa - kilogram : Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm mm..
Waktu - sekon Satu sekon adalah 9,192, 192,631, 631,770 kali periode (getaran getaran)) radiasi yang dipancarkan oleh atom cesium cesium--133 dalam transisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yang terdapat pada aras dasar (ground state). state).
Besaran Turunan Contoh : Kecepatan • pergeseran yang dilakukan persatuan waktu • satuan : meter per sekon (ms-1) Percepatan • perubahan kecepatan per satuan waktu • satuan : meter per sekon kuadrat (ms-2) Gaya • massa kali percepatan • satuan : newton (N) = kg m s-2
Dimensi Dimensi menyatakan esensi dari suatu besaran fisika yang tidak bergantung pada satuan yang digunakan. Jarak antara dua tempat dapat dinyatakan dalam meter, mil, langkah,dll. Apapun satuannya jarak pada dasarnya adalah “panjang”.
Besaran Pokok
Simbol Dimensi
Besaran Pokok
Simbol Dimensi
Massa
M
Suhu
Θ
Panjang
L
Jumlah Zat
N
Waktu Arus listrik
T I
Intensitas
J
Analisa Dimensi Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.. sama Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama sama..
Contoh : Perioda ayunan sederhana T dinyatakan dengan rumus berikut ini : T =2π gl yang mana l panjang tali dan g percepatan gravitasi dengan satuan panjang per kwadrat waktu. Tunjukkan bahwa persamaan ini secara dimensional benar !
Jawab : Dimensi perioda [T] : T Dimensi panjang tali [l] : L Dimensi percepatan gravitasi [g] : LT-2 π : tak berdimensi
L T= LT −2 =T
