Upload
novia-purwitasari
View
23
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Perangkat Keilmuan FisikaDiskripsi keadaan dan Interaksi Model Interaksi
DiskripsiMakroskopik
DiskripsiMikroskopik
MekanikaTermodinamikaGelombang
Mekanika KuantumMekanika Statistik
Interaksi gravitasiInteraksi elektromagnetikInteraksi kuatInteraksi lemah
Kajian Keilmuan FisikaStruktur materi
GejalaAlam
SistemAlam Sistem Rekayasa
Sistem LainInteraksi Fundamental
Zat padatMolekulAtomIntiPartikel Elementerdll
CahayaAkustikdll.
BumiAtmosferKehidupan, dll.
Reaktor nuklir, dll.
Teknik-Teknik Eksperimental
jalinan
STRUKTUR KEILMUAN FISIKA
1Physics 1/2013
FISIKA DASAR 1
BESARAN FISIKABESARAN FISIKADANDAN
SISTEM SATUANSISTEM SATUAN
2Physics 1/2013
TUJUAN UMUM Memberikan konsep-konsep dan prinsip-prinsip dasar fisika yang diperlukan untukbelajar fisika lebih lanjut atau ilmupengetahuan lainnya.
Memberikan ketrampilan dalampenyelesaian persoalan fisika dasarterutama dalam pemakaian kalkulus dasarsebagai alat bantu.
3Physics 1/2013
Materi Bahan Ajar1. Besaran dan Satuan2. Vektor3. Kinematika4. Dinamika: Gaya, Usaha, Energi, Torka = Torsi5. Sistem Partikel, Benda Tegar7. Fluida8. Kalor
4Physics 1/2013
BUKU ACUAN Serway, Reymond A, Physics for Scientist and Engineers
with Modern Physics, 2nd Ed.; Saunders, 1986 Nolan, Peter J., 1993, Fundamentals of College Physics,
Wm. C. Brown Publisher, Melbourne, Australia. Giancoli, Douglas C, Physics for Scientist and
Engineers, 2nd Ed., Prentice Hall, 1988. Ohanian, Hans C., Physics, 2nd Ed, Norton, 1989. Dan Buku Fisika Lain sesuai dengan Lingkup Materi.
5Physics 1/2013
Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasaryang mempelajari sifat-sifat dan interaksiantar materi dan radiasi. (misal pelangi,zat dalam fase, friksi dsb)
Fisika merupakan ilmu pengetahuan yangdidasarkan pada pengamatan eksperimentaldan pengukuran kuantitatif (MetodeIlmiah).
Apakah Fisika Itu ?
Sama-sama hasil kreasi manusia, apa bedanya fisika dengankarya seni atau karya sastra ?
6Physics 1/2013
Perilaku partikel di dalam ruang dariwaktu ke waktu, termasuk bagaimanamereka berinteraksi satu sama lain.
Interaksi Besaran Gaya
Gravitasi
Elektromagnet
PERISITIWA ALAM
Hukum Newton.
Hukum Coulomb
7Physics 1/2013
Metode IlmiahPengamatan terhadap
Peristiwa alam
Hipotesa
EksperimenTidakCocok
Teori
Prediksi
Hasilpositif
Hasilnegatif
Perbaiki teoriUji prediksi
8Physics 1/2013
Peristilahan Besaran Fisika = pengertian yang kepadanya dapatdikenai ukuran.
Mengukur = membandingkan besaran dengansatuan tertentu.
Satuan = ukuran pembanding yang telahdiperjanjikan terlebih dahulu.
Hukum Fisika = interaksi antarbesaran Fisika. Laboratorium = tempat hukum Fisika sengajaditimbulkan.
9Physics 1/2013
BesaranFisika
Konseptual
Matematis
Besaran Pokok
Besaran Turunan
Besaran Skalar
Besaran Vektor
: besaran yang ditetapkandengan suatu standar ukuran
: Besaran yang dirumuskandari besaran-besaran pokok
: hanya memiliki nilai
: memiliki nilai dan arah10Physics 1/2013
Besaran dan Satuan Setiap besaran mempunyai satuan, 1 besaran punya 1 satuan. Satuan standar: (a) Dahulu cenderung mikroskopis, kecuali volumestandar. Sekarang cenderung beracuan tetapan alam (, e, o, o, c,dll), sebab tanpa ralat. Satuan standar 1 sekon: Dahulu : waktu getar atom Cs pada sebuah aras tenaganyadikalikan 9192 631 770. Sekarang: waktu yang diperlukan oleh cahaya untukmerambat di vakum sejauh 3x108 meter.
11Physics 1/2013
Pembagian Besaran (Fisika):1. Besaran dasar (pokok) = yang mendasaribesaran lainnya. Syarat: Bebas terhadap besaran dasar lainnya: l
f(t); m f(n). Lebih makroskopis (mudah diukur):
12Physics 1/2013
Ragam besaran dasar (ada 7):Nama Besaran Dimensi Satuan
1. panjang2. waktu3. massa4. arus listrik5. suhu6. kuantitas zat7. kuat cahaya
[L][T][M][i][t][n][I]
meter (m)sekon (s)kilogram (kg)ampere (A)kelvin (K)molar (mol)kandela (Cd)
13Physics 1/2013
2. Besaran turunan = besaran yang minimal tersusun oleh 2besaran dasar.
Jumlahnya : tak hinggaTerkenal : punya nama sendiri
(kgm/s2 = N; C/s = A; cm/s2 = Gal;kgm2/s2 = joule)
3. Besaran pelengkap = sifatnya melengkapi saja, boleh dipakaidan boleh tidak.
Ada 2: (a) sudut datar (radian = rad; 180o = rad)(b) sudut ruang (steradian; isotrop = 4 St)
14Physics 1/2013
Besaran Turunan Lainnya 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
15Physics 1/2013
Perbedaan antar besaran:Kasus:Satu kg batu dengan 1 kg kapas, berat mana?Pilih kejatuhan batu ataukah kapas?Mengapa demikian? Penyebab sakit besaranapa?
Pakan ayam terkesan lebih berat bilabungkusnya berbentuk silinder yangberdiameter lebih kecil.
16Physics 1/2013
Gaya tekanan : AFP
Gaya torsi : Fr Massa momen kelembaman : dmrI 2 Massa massa jenis : dV
dm
Massa berat : gmW Daya tenaga : dt
dEP
17Physics 1/2013
Penulisan satuan (sesuai EYD):1. Nama satuan nama orangBenar: 5 newton = 5N Salah: 5 Newton = 5n
7 ampere = 7A 7 Ampere = 7a2. Penyingkatan satuan ada aturannyaBenar: 5 kilogram = 5 kg Salah: 5 Kilogram = 5 kgr
10 gram = 10 g 10 Gram = 10 gr9 sekon = 9s 9 detik = 9 det = 9 sec
3. Kelipatan satuan diganti dengan awalan pada satuan1000 m = 1 km; k = 1000 kali109m = 1 Gm106 m = 1 Mm10-3m = 1 mm10-6s = 1sWilayah profesi: km (sopir); s (sigot); 365 hari = 1 tahun (usia manusia) 18Physics 1/2013
SISTEM MATRIK DALAM SIFaktor Baca Simbol1018 exa- E1015 peta- P1012 tera- T109 giga- G106 mega- M103 kilo- k102 hekto- h101 deka- da
Faktor Baca Simbol10-1 desi- d10-2 senti- c10-3 mili- m10-6 mikro-10-9 nano- n10-12 piko- p10-15 femto- f10-18 ato- a
19Physics 1/2013
Contoh Cara Penyajian Angka Hasil UkurAngka
perhitungan(cm)
Mistar(cm)
JangkaSorong (cm)
Mikrometerskrup (cm)
5,1456 (5,150,05) (5,150,01) (5,1460,001)2,10367 (2,100,05) (2,100,01) (2,1040,001)0,310765 Tidak denganmistar (0,310,01) (0,3110,001)
20Physics 1/2013
Contoh 1: Bolehkah menyajikan hasil ukur x = (5,24 0,05)cm?Jawab: Boleh, pengukuran itu (diperkirakan menggunakan mistar), memiliki 1angka penting di belakang koma. Penyajian yang tidak diperkenankan adalah x= (5,2 0,05) cm. Jelaslah 5,2 berbeda dengan 5,20 ataupun 5,24.
Contoh 2: Diketahui 2 buah benda masing-masing bermassa m1 = (252,5 1,3)gram, dan m2 = (12,3 0,1) gram. Hitunglah: (a) m1 + m2; (b) m1 m2.Jawab:(a) m1 + m2 = (252,5 1,3)g + (12,3 0,1)g = (264,8 1,4)g(b) m1 m2 = (252,5 1,3)g (12,3 0,1)g = (240,2 1,4)g
21Physics 1/2013
Converting between different systemsof units Useful Conversion factors:
1 inch = 2.54 cm 1 m = 3.28 ft 1 mile = 5280 ft 1 mile = 1.61 km
Example: convert miles per hour to meters persecond:
sm4470s
hr36001
ftm
2831
mift5280hr
mi1hrmi1 ..
22Physics 1/2013
Analisa DimensiAnalisis dimensional merupakan perangkat
yang sangat berguna untuk memeriksa hasilperhitungan dalam sebuah soal.
Suatu besaran dapat dijumlahkan atauSuatu besaran dapat dijumlahkan ataudikurangkan apabila memiliki dimensidikurangkan apabila memiliki dimensiyang sama.yang sama.
Setiap suku dalam persamaan fisika harusSetiap suku dalam persamaan fisika harusmemiliki dimensi yang sama.memiliki dimensi yang sama.
23Physics 1/2013
Analisa Dimensi ContohContoh::
Dalam menghitung suatu jarak yang ditanyakan didalam sebuah soal, diperoleh jawaband = vt 2 (kecepatan x waktu2)Satuan untuk besaran pada ruas kiri= LRuas kanan = L / T x T2 = L x T
Dimensi ruas kiri tidak sama dengan dimensi ruasDimensi ruas kiri tidak sama dengan dimensi ruaskanan, dengan demikiankanan, dengan demikian,, jawaban di atas pastijawaban di atas pastisalahsalah!!!!
24Physics 1/2013
Contoh :Dimensional Analysis The period P of a swinging pendulum depends onlyon the length of the pendulum d and theacceleration of gravity g. Which of the following formulas for P could becorrect ?
P dg 2P dg 2(a)(a) (b)(b) (c)(c)
Given: d has units of length (L) and g has units of (L / T 2).
P = 2 (dg)2
25Physics 1/2013
Solution Realize that the left hand side P has units oftime (T )
Try the first equation
P dg 2 2(a)(a) (b)(b) (c)(c)
(a)(a) L LTLT T
22 4
4 Not Right !!Not Right !!
P dg 2Pdg 2
26Physics 1/2013
LLT
T T2
2
P dg 2 2(a)(a) (b)(b) (c)(c)
(b)(b) Not Right !!Not Right !!
Try the second equation
P dg 2Pdg 2
Solution
27Physics 1/2013
TTTLL 22
P dg 2 2(a)(a) (b)(b) (c)(c)
(c)(c) This has the correct units!!This has the correct units!!This must be the answer!!This must be the answer!!
Try the third equation
P dg 2Pdg 2
Solution
28Physics 1/2013
Tips Dalam Penyelesaian Soal: Read !
Before you start work on a problem, read the problem statementthoroughly. Make sure you understand what information is given,what is asked for, and the meaning of all the terms used in statingthe problem.
Watch your units !Always check the units of your answer, and carry the units alongwith your numbers during the calculation.
Understand the limits !Many equations we use are special cases of more general laws.Understanding how they are derived will help you recognize theirlimitations (for example, constant acceleration, etc.).
29Physics 1/2013
WASSALAMWASSALAM
30Physics 1/2013