Top Banner
FISIKA FISIKA DASAR DASAR Silabi Tujuan Instruksional Umum (TIU) Tujuan Instruksional Khusus (TIK)
26

Bab1-Besaran Dan Satuan

Nov 23, 2015

Download

Documents

Aif Syaifuddin
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • FISIKA DASARSilabiTujuan Instruksional Umum (TIU)Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

  • TUJUAN UMUMMemberikan konsep-konsep dan prinsip-prinsip 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.

  • PENYAJIANDisajikan dalam 1 semester (@ 3 sks kuliah + 1 sks praktikum) = 4 sksSetiap minggu diselenggarakan 4 jam kuliah + 3 jam praktikum

  • SILABI FISIKA DASAR Fisika dan pengukuran (Besaran dan Satuan)VektorKinematika Dinamika (Hukum-hukum Newton tentang gerak dan pemakaiannya dan Hukum gravitasi semesta)Usaha dan EnergiMomentum linear dan Impuls Fluida (Fluida Statis dan Dinamis)Getaran selaras, Gerak gelombang, Gelombang bunyi, Suhu dan KalorTermodinamika ( Gas ideal, Panas dan hukum termodinamika I, Teori kinetik gas, Mesin panas, Entropi dan hukum termodinamika II)

  • BUKU ACUANSerway, Reymond A, Physics for Scientist and Engineers with Modern Physics, 2nd Ed.; Saunders, 1986Nolan, 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.

  • PENILAIAN dan KETENTUANTugas 20 % (Tugas,absen,kuis)UTS 30 %UAS 50 %Rentang Nilai80 100 A72 79 B +65 71 B60 64 C +56 - 59 C50 - 55 D +46 - 49 D0 - 45 E

  • BAB 1BESARAN DAN SISTEM SATUAN1.1

  • 1.1 PENDAHULUANFisika :Ilmu pengetahuan yang mempelajari benda-benda dialam, gejala-gejala, kejadian-kejadian alam serta interaksi dari benda-benda dialam .

    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).

    1.2

  • Metode IlmiahPengamatan terhadapPeristiwa alamHipotesaEksperimenTidakCocokTeoriPrediksiHasil positifHasil negatif Perbaiki teoriUji prediksi

  • Metode Ilmiah meliputi lima langkah berikut :

    Pengamatan : Pengambilan data, baik dari pengamatan langsung atau dari eksperimen.

    Hipotesa : penalaran sementara terhadap peristiwa yang diamati yang masih perlu diuji kebenarannya dengan eksperimen.

    Eksperimen : Suatu prosedur tertentu yang dilakukan untuk mendapatkan, menguji atau mendemonstrasikan suatu peristiwa. Jika hasilnya tidak sesuai dengan hipotesa, hipotesa tersebut perlu dimodifikasi. Hipotesa yang baru perlu diuji ulang dengan melakukan eksperimen lagi.

  • Teori : Jika hipotesa cocok dengan hasil eksperimen (dalam batas-batas tertentu), hipotesa tersebut diterima sebagai teori Prediksi : Dengan teori dapat diprediksi berbagai hal yang mungkin terjadi. Prediksi tersebut perlu diuji dengan suatu eksperimen. Jika hasilnya positif ditingkatkan/diperluas prediksi. Jika hasil negatif, teori tersebut perlu disempurnakan. Mengingat tidak ada alat ukur yang sempurna, pengujian dengan eksperimen tidak dapat dituntut hasil yang tepat seperti yang diprediksikan.

  • FisikaKlasikKuantum(sebelum 1920)(setelah 1920) Posisi dan Momentum partikel dapat ditetapkan secara tepat ruang dan waktu merupakan dua hal yang terpisah Ketidak pastian Posisi dan Momentum partikel ruang dan waktu merupakan satu kesatuanHukum NewtonDualisme Gelombang-PartikelTeori Relativitas Einsten1.3

  • 1.2 BESARAN DAN SATUANBesaran : Sesuatu yang dapat diukur dinyatakan dengan angka (kuantitatif) Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, dll.

    Mengukur :Membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.

    contoh : panjang jalan 10 km Besaran Fisika baru terdefenisi jika :ada nilainya (besarnya)ada satuannyanilaisatuan1.4

  • Satuan : Ukuran dari suatu besaran ditetapkan sebagai satuan. Contoh :Sistem satuan : ada 2 macam Sistem Metrik : a. mks (meter, kilogram, sekon) b. cgs (centimeter, gram, sekon)2. Sistem Non metrik (sistem British)

    Sistem Internasional (SI) Sistem satuan mks yang telah disempurnakan yang paling banyak dipakai sekarang ini. Dalam SI :Ada 7 besaran pokok berdimensi dan 2 besaran pokok tak berdimensi meter, kilometer satuan panjangdetik, menit, jam satuan waktugram, kilogram satuan massadll.1.5

  • 7 Besaran Pokok dalam Sistem internasional (SI)Besaran Pokok Tak Berdimensi1.6

    NOBesaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi 1PanjangMeter mL2MassaKilogramkgM3WaktuSekonsT4Arus ListrikAmpereAI5SuhuKelvinK6Intensitas CahayaCandelacdJ7Jumlah ZatMolemolN

    NOBesaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi 1Sudut DatarRadianrad-2Sudut RuangSteradiansr-

  • Definisi standar besaran pokokPanjang - meter :Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekon.Massa - kilogram :Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.Waktu - sekonSatu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran) radiasi yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalam transisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yang terdapat pada aras dasar (ground state).

  • Dimensi Cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok.Besaran TurunanBesaran yang diturunkan dari besaran pokok.Dapat digunakan untuk membuktikan dua besaran fisika yang setara, dua besaran fisika hanya setara jika memiliki dimensi yang sama dan keduanya termasuk besaran skalar atau besaran vektor.Dapat digunakan untuk menentukan persamaan yang pasti salah atau mungkin benarDapat digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran fisika jika kesebandingan besaran fisikatsb dengan besaran fisika lainnya diketahui

    Metode penjabaran dimensi :Dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiriSetiap suku berdimensi sama- Guna Dimensi :1.7

  • Contoh :a. Tidak menggunakan nama khususb. Mempunyai nama khusus1.8

    NOBesaran Satuan Lambang1GayaNewtonN2EnergiJouleJ3DayaWattW4FrekuensiHertzHz

    NOBesaran Satuan 1Kecepatanmeter/detik2Luasmeter 2

  • Besaran Turunan dan Dimensi1.9

    NOBesaran Pokok RumusDimensi 1Luaspanjang x lebar[L]2 2Volumepanjang x lebar x tinggi[L]3 3Massa Jenis [m] [L]-34Kecepatan[L] [T]-15Percepatan[L] [T]-26Gayamassa x percepatan[M] [L] [T]-27Usaha dan Energigaya x perpindahan[M] [L]2 [T]-28Impuls dan Momentumgaya x waktu[M] [L] [T]-1

  • Faktor Penggali dalam SI1.10

    NOFaktor Nama Simbol 110 -18attoa 210 -15femtof 310 -12pikop410 -9nanon510 -6mikro610 -3milim710 3kiloK810 6megaM910 9gigaG1010 12teraT

  • 1. Tentukan dimensi dan satuannya dalam SI untuk besaran turunan berikut :a. Gayab. Berat Jenisc. Tekanand. Usahae. DayaJawab :a. Gaya= massa x percepatan= M x LT -2= MLT -2 satuan kgms-2c. Tekanan = = = MLT -2 satuan kgm-1s-1d. Usaha= gaya x jarak = MLT -2 x L = ML 2 T -2 satuan kgm-2s-2

    e. Daya = = = ML 2 T -1 satuan kgm-2s-1

    Contoh Soal1.11

  • 2. Buktikan besaran-besaran berikut adalah identik : a. Energi Potensial dan Energi Kinetik b. Usaha/Energi dan KalorJawab :a. Energi Potensial : Ep = mgh Energi potensial = massa x gravitasi x tinggi = M x LT-2 x L = ML2T-2Energi Kinetik : Ek = mv2 Energi Kinetik = x massa x kecepatan2 = M x (LT-1) 2 = ML2T-2Keduanya (Ep dan Ek) mempunyai dimensi yang sama keduanya identikb. Usaha= ML2T-2 Energi = ML2T-2 Kalor= 0.24 x energi = ML2T-2Ketiganya memiliki dimensi yang sama identik1.12

  • Contoh :Perioda ayunan sederhana T dinyatakan dengan rumusberikut ini :

    yang mana l panjang tali dan g percepatan gravitasi dengan satuan panjang per kwadrat waktu. Tunjukkan bahwa per- samaan ini secara dimensional benar !Jawab :Dimensi perioda [T] :TDimensi panjang tali [l] :LDimensi percepatan gravitasi [g] :LT-2p : tak berdimensi

  • Analisis dimensi untuk menurunkan persamaan fisika:

    Perhatikan gerak melingkar horizontal yang ditempuh oleh sebuah batu yang diikat pada ujung seutas tali. Kita anggap bahwa gaya tegang F dalam kawat memiliki kesebandingan dengan besaran-besaran berikut: massa batu m, kelajuan batu v, dan jari-jari lintasan r, tentukanlah persamaan gaya tegang dalam kawat F

  • TugasSelidiki dengan analisa dimensi apakah persamaan berikut salah atau mungkin benar

  • 2. Gaya gesekan yang dialami oleh sebuah bola dengan jari-jari r yang bergerak dengan kelajuan v di dalam sejenis zat cair kental dirumuskan oleh F = krv, dengan k adalah suatu konstanta. Tentukan dimensi dan satuan k!3. Gaya tarik-menarik antara dua benda yang massanya m1 dan m2 dan terpisah sejauh r dapat dinyatakan dengan:

    Dengan G adalah konstanta, tentukan dimensi dan satuan G?

    *Di sini ditanyakan apa yang dimaksud dengan fisika. *****Metode Ilmiah meliputi lima langkah berikut :Pengamatan : Pengambilan data, baik dari pengamatan langsung atau dari eksperimen.Hipotesa : penalaran sementara terhadap peristiwa yang diamati yang masih perlu diuji kebenarannya dengan eksperimen. Eksperimen : Suatu prosedur tertentu yang dilakukan untuk mendapatkan, menguji atau mendemonstrasikan suatu peristiwa. Jika hasilnya tidak sesuai dengan hipotesa, hipotesa tersebut perlu dimodifikasi. Hipotesa yang baru perlu diuji ulang dengan melakukan eksperimen lagi.Teori : Jika hipotesa cocok dengan hasil eksperimen (dalam batas-batas tertentu), hipotesa tersebut diterima sebagai teori Prediksi : Dengan teori dapat diprediksi berbagai hal yang mungkin terjadi. Prediksi tersebut perlu diuji dengan suatu eksperimen. Jika hasilnya positif ditingkatkan/diperluas prediksi. Jika hasil negatif, teori tersebut perlu disempurnakan. Mengingat tidak ada alat ukur yang sempurna, pengujian dengan eksperimen tidak dapat dituntut hasil yang tepat seperti yang diprediksikan. **