1. Pengukuran, Satuan Dan Riview Mat

Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamSelamat DatangDi Perkuliahan Fisika Umum (MA 301)UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

Fisika Umum (MA 301) Silabus Pendahuluan Pengukuran dan Satuan * Sistem Pengukuran* Analisis Dimensi* Konversi Satuan* Ketidakpastian Pengukuran Riview Matematika (suplemen)* Sistem Koordinat* Trigonometri* VektorTopik hari ini:

Silabus Identitas Mata KuliahNama/Kode: Fisika Umum/MA 301Jumlah SKS: 3 SKSSemester: 1Kelompok: MKKFStatus: WajibProgram Studi : Semua program studi di FPMIPA UPI/ S-1Prasyarat: -Dosen :

Silabus (lanjutan)TujuanSelesai mengikuti perkuliahan ini, mahasiswa diharapkan menguasai pengetahuan fisikaumum secara komprehensif, serta dapat mengembangkan dan mengaplikasikannya untuk mempelajari pengetahuan rumpun matematika dan ilmu pengetahuan alam.

Materi perkuliahanPengukuran, mekanika, sifat-sifat materi, panas, bunyi, kelistrikan dan kemagnetan,optik, fisika atom dan nuklir, dan relativitas

Pembelajaran Evaluasi Metode: Ekspositori (Ceramah, diskusi) Tugas Pendekatan : Inkuiri UTS Tugas : Individu UAS Media : LCD

Buku UtamaPaul G. Hewitt, 1993, Conceptual Physics, 7th edition, Harper Collins College Publisher, San FransiscoReferensiBuku-Buku Fisika Dasar (Tipler, Halliday & Resnick, Giancoli, dll)

PendahuluanFundamental Sains Dibagi dalam lima bidang utama- Mekanika (Klasik)- Termodinamika- Elektromagnetik- Relativitas- Mekanika Kuantum

Fisika

PengukuranDasar pengujian suatu teori dalam sainsPerlu memiliki sistem satuan yang konsistenAdanya Ketidakpastian Perlu aturan yang disepakati tentang ketidakpastian

Sistem PengukuranSistem Standar - Disetujui oleh yang berwenang, biasanya pemerintahSistem Internasional - Disepakati oleh komite internasional pada tahun 1960 - Dinamakan juga mks - Digunakan dalam kuliah iniSistem Gaussian - Dinamakan cgsKebiasaan di USA & UK - inci (inches), kaki (foot), mil (miles), pon (pounds/slugs), dll

Kuantitas Dasar & DimensinyaPanjang (L)Massa (M)Waktu (T)

Panjang Satuan- SI : meter (m)- cgs : centimeter (cm)- USA & UK : foot (ft)

Satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam vakum selama selang waktu

Laju cahaya dalam vakum?

Panjang (lanjutan)Jarak Panjang (m)Radius alam semesta teramati 1 x 1026Ke galaksi Andromeda 2 x 1022Ke bintang terdekat4 x 1016Bumi - Matahari1.5 x 1011Radius Bumi Lapangan Sepakbola1.0 x 102Tinggi Orang 2 x 100Ketebalan kertas1 x 10-4Panjang gelombang cahaya biru4 x 10-7Diameter atom hidrogen1 x 10-10Diameter proton 1 x 10-15

6.4 x 106

MassaSatuan- SI : kilogram (kg)- cgs : gram (g)- USA & UK : pon, slugs

Satu kilogram didefinisikan sebagai massa silinder campuran platinum iridium khusus yang dijaga tetap di badan pengukuran internasional Sevres Prancis Mengapa silinder ditutup rapat oleh dua kubah kaca?

Massa (lanjutan)Objek Massa (kg)Alam semesta teramati ~ 1052Galaksi Milky Way 7 x 1041Matahari 2 x 1030Bumi 6 x 1024Boeing 747 4 x 105Mobil 1 x 103Mahasiswa 7 x 101Partikel debu 1 x 10-9Bakteri 1 x 10-15Proton 2 x 10-27Elektron 9 x 10-31

WaktuSatuan- Sekon (detik), semua sistemSatu sekon didefinisikan sebagai 9.192.631.700 x prioda radiasi dari sebuah atom cesium

Waktu (lanjutan)IntervalWaktu (s)Umur alam semesta5 x 1017Umur Grand Canyon 3 x 1014Rata-rata umur mahasiswa6.3 x 108Satu tahunSatu jamCahaya dari bumi ke bulan1.3 x 100Satu siklus senar gitar2 x 10-3 Satu siklus gelombang radio FM6 x 10-8 Cahaya mengelilingi proton1 x 10-24

3.2 x 1073.6 x 103

Notasi IlmiahBilangan besar:100 = 1 101 = 10 102 = 100 dllBilangan kecil: 10-1 = 0.1 10-2 = 0.01 10-3 = 0.001 dllContohLaju cahaya dalam vakumc 300 000 000 m/sc 3.0 x 108 m/sMassa nyamuk m 0.00001 kgm 10-5 kg

Penamaan untuk pangkat dari 10 Pangkat Nama Simbol10-18 attoa10-15 femtof10-12 picop10-9 nanon10-6 microm10-3 millim103 kilo k106 mega M109 giga G1012 tera T1015 peta P1018 exa E

Analisis DimensiDimensi menyatakan sifat fisis dari suatu kuantitasTeknik untuk mengoreksi suatu persamaanDimensi (panjang, massa, waktu & kombinasinya) dapat dperlakukan sebagai kuantitas aljabar- jumlah, kurang, kali, bagi- penjumlahan dan pengurangan hanya untuk satuan yang sama

Analisis Dimensi (lanjutan)Dimensi kuantitas yang biasa digunakan:PanjangLm (SI)LuasL2m2 (SI)VolumeL3m3 (SI)Kecepatan (laju)L/Tm/s (SI)PercepatanL/T2 m/s2 (SI)

Contoh Analisis dimensiJarak = kecepatan waktu L = (L/T) T

Konversi Satuan Ketika satuan tidak cocok, konversikan sehingga satuannya cocok (sama) Satuan dapat diperlakukan seperti kuantitas aljabar

Contoh 1.

Contoh Konversi SatuanGunakan konversi berikut1 inci= 2.54 cm1 m = 3.28 ft1 mil= 5280 ft 1 mil= 1.61 kmContoh 2Berapa m/s kah satu mil/jam !Jawab

Ketidakpastian PengukuranPada setiap pengukuran selalu muncul ketidakpastian Ketidakpastian selalu terbawa dalam perhitunganDibutuhkan cara untuk menghitung ketidakpastian Aturan Angka Penting digunakan sebagai pendekatan ketidakpastian hasil perhitungan

Angka PentingJumlah digit yang muncul dalam setiap pengukuran atau perhitunganSemua digit yang tidak nol adalah angka pentingNol adalah angka penting ketika:- diantara digit yang bukan nol- setelah koma dan angka penting yang lainSemua digit dalam notasi ilmiah adalah angka penting

Contoh 3.03 0.0031 4.0 x 101 1.70 x 102 1.7000 x 1023 Angka Penting 2 Angka Penting 2 Angka Penting 3 Angka Penting 5 Angka Penting

Operasi dengan Angka PentingKetika mengalikan atau membagi, hasil yang diperoleh harus memiliki angka penting yang sama dengan salah satu kuantitas (yang dioperasikan) yang memiliki angka penting paling kecilUntuk penjumlahan atau pengurangan, hasil yang diperoleh harus memiliki jumlah digit dibelakang koma yang sama dengan salah satu kuantitas (yang dioperasikan) yang memiliki jumlah digit dibelakang koma paling sedikit

Contoh 2 x 3.1 = 3.1 + 0.004 = 4.0 x 101 2.04 x 102 = X 10-1 63.11.6

Orde MagnitudoKadang-kadang diperlukan mengetahui besar suatu kuantitas hanya dalam faktor 10Ini dikenal dengan Orde Magnitudo

ContohBerapa massa total mahasiswa di kelas ini?massa tiap mahasiswa m ~ 75 kgJumlah mahasiswa n ~ 75mTotal ~ 75 75 kg = 5625 kg ~ 6 kg

103

Riview Matematika (suplemen) Sistem Koordinat Trigonometri Vektor

Sistem Koordinat Digunakan untuk menjelaskan posisi suatu titik dalam ruang Sistem koordinat (kerangka) terdiri dari- Titik acuan tetap yang dinamakan titik pusat- Sumbu-sumbu dengan skala dan keterangan Jenis Sistem Koordinat (dalam kuliah ini)- Kartesian- Polar

Sistem Koordinat KartesianSistem Koordinat Polar sumbu x dan sumbu y (2D) Sebuah titik ditulis (x,y) Sebuah titik adalah berjarak r dari titik pusat dan bersudut dari garis acuan ( = 0) Sebuah titik ditulis (r, )

TrigonometriTeorema Phytagoras c2 = a2 + b2

Contoh: Berapa tinggi gedung ini?Diketahui : sudut dan salah satu sisi

Dicari : sisi yang lain

Kunci : tangen yang menghubungkan dua sisi tersebut

Skalar dan VektorKuantitas skalar dijelaskan hanya oleh besar saja (temperatur, panjang,)

Kuantitas vektor perlu besar dan arah untuk menjelaskannya (gaya, kecepatan,)- direpresentasikan oleh sebuah panah, panjang panah berkaitan dengan besar vektor- kepala panah menunjukkan arah vektor

Notasi VektorTulis tangan, gunakan tanda panahCetak (print), gunakan cetak tebal A

Sifat VektorDua vektor dikatakan sama apabila besar dan arahnya samaDua vektor adalah negatif apabila besarnya sama dan arahnya berlawananVektor resultan adalah jumlah dari beberapa vektor

Penjumlahan VektorKetika menjumlahkan vektor, arah vektor dimasukan dalam perhitunganSatuan harus samaMetoda grafikMetoda aljabar

Metoda Grafik

Perkalian atau Pembagian Vektor oleh SkalarHasil perkalian atau pembagian vektor oleh skalar adalah sebuah vektor

Besar vektor hanya dapat dikali atau dibagi oleh skalar

Jika skalar positif, maka arah vektor hasil perkalian atau pembagian searah dengan vektor awal

Jika skalar negatif, maka arah vektor hasil perkalian atau pembagian berlawanan arah dengan vektor awal

Komponen dari Sebuah Vektor Komponen x dari sebuah vektor adalah proyeksi vektor terhadap sumbu x Ax=A cos

Komponen y dari sebuah vektor adalah proyeksi vektor terhadap sumbu y Ay=A sin

Penjumlahan Vektor Secara AljabarPilih sebuah sistem koordinat dan gambarkan vektor-vektornyaCari komponen x dan komponen y masing-masing vektorJumlahkan semua vektor komponen x = RxJumlahkan semua vektor komponen y = RyBesar vektor resultan dan arahnya: