Buku u Pedoman Kerja Ma Mata Ajar: Fisik (EN Tim Dosen Fi Fa Univers This book is for non-commercial ed It contains figures, tables, chart, materials taken fro ahasiswa ka Dasar 1 NG100805) isika Dasar 1 akultas Teknik sitas Indonesia 2012 ducation purpose only. om various references.
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
Buku Pedoman Kerja MahasiswaBuku Pedoman Kerja Mahasiswa
Mata Ajar: Fisika Dasar 1(ENG10080
Tim Dosen Fisika Dasar 1
Fakultas TeknikUniversit
This book is for non-commercial education purpose only.It contains figures, tables, chart, materials taken from various reference
Buku Pedoman Kerja Mahasiswa
Fisika Dasar 1 (ENG100805)
Fisika Dasar 1
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
2012
commercial education purpose only. It contains figures, tables, chart, materials taken from various references.
Kata Pengantar
Mata ajar ini memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk menguasai konsep-konsep dasar
dalam mekanika dan termodinamika serta menerapkannya dalam penyelesaian masalah yang
berhubungan dengan mekanika dan termodinamika. Selain itu, dalam mata ajar ini mahasiswa
memperoleh kesempatan untuk melatih dan mengasah softskills mereka melalui berbagai aktifitas
dalam perkuliahan, sebagai contoh Kerja Kelompok untuk memahami lebih mendalam konsep,
fenomena, dan aplikasi fisika secara komprehensif dan Integratif. Dalam mengerjakan tugas
kelompok ini mahasiswa berkesempatan mempelajari bagaimana konsep-konsep fisika dasar,
mekanika dan termodinamika, diterapkan pada teknologi atau digunakan dalam memahami gejala
alam. Selain itu mahasiswa juga berlatih berinteraksi dalam fórum diskusi baik tatap muka maupun
secara online yang menggunakan sarana e-learning UI (SCELE) di laman web scele.ui.ac.id.
Buku Pedoman Kerja Mahasiswa ini disusun berdasarkan silabus dan peta program/matriks
pembelajaran perkuliahan fisika dasar di rumpun sains dan teknologi, yang merupakan hasil proyek
PHKI Batch 1 2008 -2010 Universitas Indonesia dan telah diterapkan pada sarana SCELE UI. Buku
ini dimaksudkan untuk memberi panduan kepada mahasiswa tentang kegiatan perkuliahan kelas
mata ajar Fisika Dasar 1, di luar kegiatan praktikum yang berbobot satu sks. Untuk mengetahui
kegiatan praktikum mahasiswa dapat menghubungi laboratorium tempat praktikum diadakan yakni
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD) FMIPA, Universitas Indonesia dan
membuka laman web http://rlab.ui.ac.id/uppipd/index.jsp
Dengan membaca buku pedoman ini, mahasiswa diharapkan mengetahui kompetensi yang harus
dimiliki setelah mempelajari mata kuliah ini selama satu semester. Selain itu, mahasiswa juga
diharapkan dapat mengetahui tugas-tugas dan kegiatan yang harus dilakukan sehingga dapat
mempersiapkan diri dan melaksanakan perkuliahan dengan baik.
Saran, masukan, umpan balik untuk perbaikan Buku Pedoman ini, sangat diharapkan.
Depok, Januari 2012
Tim Dosen Fisika Dasar 1
Daftar Isi
Kata Pengantar
Daftar Isi
Bab 1. Informasi Umum 1
Bab 2. Sasaran Pembelajaran 3
Bab 3. Pokok Bahasan. Sub Pokok Bahasan dan Rujukan 6
Bab 4. Matriks Kegiatan Pembelajaran 9
Bab 5. Latihan dan Tugas 17
Bab 6. Evaluasi Hasil Pembelajaran 22
Kepustakaan 28
Buku Pedoman Kerja Mahasiswa: Fisika Dasar 1 1
Informasi Umum 1. Nama Mata Ajar : Fisika Dasar 1
2. Kode Mata Ajar : ENG100805
3. Semester : 2
4. Jumlah SKS : 4 SKS
5. Tahun : 2011/2012
6. Jenis Mata Ajar : Mata Kuliah Fisika Dasar 1
7. Prasyarat :
8. Kaitan mata kuliah ini dalam keseluruhan struktur pembelajaran di Fakultas Teknik:
Gambar 1. Struktur kurikulum di Fakultas Teknik. Lingkaran merah adalah posisi dimana mata ajar Fisika Dasar 1
berada.
9. Pengajar : Tim Dosen Fisika Dasar 1
10. Deskripsi mata ajar:
Mata kuliah Fisika Dasar 1 mencakup topik mekanika dan termodinamika. Kalkulus digunakan sebagai alat
bantu matematika dalam proses pembelajaran. Mahasiswa mempunyai kesempatan untuk berlatih menyatukan
pemahaman konsep dasar, kemampuan analitik, dan kemampuan berhitung dalam mempelajari mekanika dan
termodinamika. Selama perkuliahan ini, mahasiswa bukan hanya dapat meningkatkan pemahaman tentang
konsep-konsep fisika dasar, melainkan juga meningkatkan kemampuan menggunakan teknologi informasi
Bab 1
1
Buku Pedoman Kerja Mahasiswa: Fisika Dasar 1 2
dan komputer serta melatih soft skills mereka, seperti kemampuan bekerja secara mandiri dan berkelompok
serta kemampuan komunikasi. Peserta juga berlatih menjelaskan dan menganalisis gejala alam dan hasil
rekayasa manusia yang ada dilingkungannya dengan menggunakan konsep fisika dasar serta
mengaplikasikannya pada kehidupan sehari-hari. Selain itu, mahasiswa dapat mengembangkan kemampuan
mensintesa dan mengevaluasi baik secara kualitatif maupun kuantitatif gejala alam dan hasil rekayasa
manusia yang ada dilingkungannya dengan menggunakan konsep fisika dasar. Dalam perkuliahan ini peserta
didik berkesempatan untuk mengembangkan kemampuan menjelaskan dan menganalisi gejala alam dan hasil
rekayasa manusia dari sudut pandang matematika dan sains dasar secara integratif dan komprehensif.
Buku Pedoman Kerja Mahasiswa: Fisika Dasar 1 3
Sasaran Pembelajaran
2.1. Sasaran Pembelajaran Terminal
Setelah mengikuti mata ajar ini, mahasiswa diharapkan menguasai konsep-konsep fisika dasar,
mekanika dan termodinamika, dan mampu menerapkannya dalam usaha memahami fenomena alam
dan rekayasa manusia, termasuk aplikasi keteknikan.
2.2. Sasaran Pembelajaran Penunjang
1. Mengenal besaran fundamental mekanika dan satuannya.
2. Menetapkan dengan benar jumlah angka penting dalam perhitungan.
3. Menjelaskan perbedaan antara besaran vektor dan besaran skalar.
4. Menjumlahkan vektor secara grafik.
5. Menentukan komponen vektor dan menggunakannya dalam perhitungan.
6. Menyelesaikan dua jenis perkalian vektor.
7. Menjelaskan kecepatan rata-rata dan sesaat dalam gerak lurus.
8. Menginterpretasi grafik posisi terhadap waktu, kecepatan terhadap waktu dan percepatan terhadap waktu
untuk gerak lurus.
9. Memecahkan masalah gerak lurus dengan percepatan konstan, termasuk gerak jatuh bebas.
10. Menganalisa gerak lurus jika percepatan tidak konstan.
11. Menentukan posisi benda dalam ruang dua dan tiga dimensi dengan menggunakan vektor.
12. Menentukan vektor kecepatan benda dari informasi posisi.
13. Menentukan vektor percepatan.
14. Menganalisis mengapa benda dapat mengalami percepatan saat laju konstan.
15. Menginterpretasi komponen percepatan pada arah tegak lurus dan searah gerak benda.
16. Menganalisis bentuk kurva gerak peluru.
17. Menjelaskan prinsip utama gerak melingkar dengan laju konstan dan tidak konstan.
18. Menjelaskan hubungan antara kecepatan benda bergerak dipandang dari dua kerangka acuan yang
berbeda
19. Menjelaskan secara fisika konsep gaya dan gaya sebagai vektor.
20. Menentukan pentingnya gaya total pada benda dan pengaruhnya jika gaya total nol.
21. Menjelaskan hubungan antara gaya total, massa dan percepatan.
22. Menganalisis gaya pada dua benda yang saling berhubungan
23. Menggunakan hukum 1 Newton pada problem benda dalam kesetimbangan.
24. Menggunakan hukum 2 Newton pada problem benda yang mengalami percepatan.
25. Menjelaskan perbedaan antara gaya gesek statik, dinamik, menggelinding dan resistansi fluida serta dapat
menyelesaikan masalah gesekan ini.
26. Menyelesaikan masalah gaya yang bekerja pada benda yang bergerak melingkar.
27. Menjelaskan prinsip dasar pembagian empat jenis gaya fundamental alam.
28. Menjelaskan arti gaya melakukan kerja pada benda dan menghitung jumlah kerja
Bab
2
Buku Pedoman Kerja Mahasiswa: Fisika Dasar 1 4
29. Mendefinisikan energi kinetik dan menjelaskannya secara fisika
30. Menganalisa hubungan gaya yang bekerja pada benda dengan perubahan energi kinetiknya
31. Menggunakan prinsip energi dalam memecahkan masalah mekanika
32. Menggunakan hubungan antara kerja total dan perubahan energi kinetik saat gaya tidak konstan.
33. Memecahkan masalah yang berkaitan dengan daya.
34. Menggunakan konsep energi potensial gravitasi pada gerak vertikal.
35. Menggunakan konsep energi potensial elastik pada sistem massa-pegas saat teregang /tertekan.
36. Menjelaskan perbedaan gaya konservatif dan gaya nonkonservatif dan menyelesaikan masalah kedua
gaya ini bekerja pada benda bergerak.
37. Menghitung besar gaya konservatif jika diketahui fungsi energi potensial.
38. Menggunakan diagram energi untuk memahami gerak benda dibawah pengaruh gaya konservatif.
39. Menjelaskan arti momentum partikel dan pengaruh impuls gaya terhadap perubahan momentum.
40. Menganalisa kondisi yang harus dipenuhi saat momentum total sistem konstan.
41. Menyelesaikan soal tumbukan dua benda.
42. Menentukan perbedaan penting antara tumbukan elastik, inelastik dan inelastik sempurna.
43. Mendefinisikan pusat massa sistem dan menentukan bagaimana pusat masa bergerak.
44. Menganalisa situasi seperti peluncuran roket di mana massa sistem berubah saat bergerak.
45. Menghitung gaya gravitasi yang bekerja pada dua benda.
46. Menghubungkan berat benda dengan persamaan umum gaya gravitasi.
47. Menggunakan dan menginterpretasi energi potensial gravitasi.
48. Menganalisa hubungan kecepatan, perioda orbit dan energi mekanik satelit dalam orbit lingkaran
49. Menjelaskan dan menggunakan hukum yang menjelaskan gerak planet
50. Mendefinisikan hakikat, sifat dan penemuan lubang hitam
51. Menjelaskan rapat massa dan rapat massa rata-rata benda
52. Menjelaskan tekanan dalam fluida dan cara mengukurnya.
53. Menghitung gaya apung yang dikerjakan fluida pada benda yang masuk ke dalam fluida
54. Perbedaan aliran laminar dan turbulensi, dan bagaimana kecepatan aliran dalam tabung tergantung pada
ukuran tabung
55. Menggunakan persamaan Bernoulli yang menghubungkan tekanan dan kecepatan aliran pada titik yang
berbeda
56. Mendefinisikan gerak rotasi benda tegar dengan koordinat sudut, kecepatan sudut dan percepatan sudut
57. Menganalisa rotasi benda tegar saat percepatan sudut konstan.
58. Menganalisa hubungan antara rotasi benda tegar dengan kecepatan dan percepatan linier suatu titik pada
benda.
59. Menjelaskan arti momen inersia benda terhadap suatu sumbu rotasi dan menghubungkannya dengan
energi kinetik rotasi.
60. Menghitung momen inersia berbagai benda.
61. Mendefinisikan arti torka yang dihasilkan sebuah gaya.
62. Menganalisa hubungan torka total dengan gerak rotasi benda
63. Menganalisa gerak benda menggelinding.
64. Menyelesaikan masalah kerja dan daya pada gerak rotasi.
65. Mendefinisikan arti momentum sudut partikel / benda tegar.
66. Menganalisis gerak dengan momentum sudut berubah terhadap waktu.
67. Menjelaskan gerak presesi giroskop
68. Menentukan kondisi yang harus dipenuhi agar benda dalam keseimbangan
69. Menganalisa hubungan pusat massa gravitasi benda dengan stabilitas benda.
70. Menyelesaikan masalah gerak rotasi dalam kesetimbangan.
71. Menganalisa situasi dimana benda terdeformasi oleh tegangan, kompresi, tekanan dan geser
72. Menentukan kondisi jika benda diberi gaya tarik/tekan hingga bentuk benda terdeformasi /putus
73. Mendefinisikan osilasi dalam besaran amplitudo, perioda, frekuensi dan frekuensi sudut.
74. Menganalisis gerak harmonik sederhana dengan menggunakan konsep energi
Buku Pedoman Kerja Mahasiswa: Fisika Dasar 1 5
75. Mengaplikasikan ide gerak harmonik sederhana pada situasi fisis yang berbeda
76. Menganalisis gerak bandul sederhana
77. Mendefinisikan sifat-sifat gerak bandul fisis.
78. Menganalisa faktor yang mempengaruhi teredamnya osilasi
79. Menentukan pengaruh gaya paksa pada osilator yang menyebabkan resonansi.
80. Mendefinisikan arti kesetimbangan termal dan menjelaskan apa yang diukur oleh termometer.
81. Menjelaskan berbagai jenis cara kerja termometer.
82. Mendefinisikan aspek fisika skala temperatur absolut dan Kelvin.
83. Menganalisa perubahan dimensi objek akibat perubahan temperatur
84. Mendefinisikan pengertian kalor dan menjelaskan perbedaannya dengan temperatur.
85. Melakukan perhitungan yang melibatkan aliran kalor, perubahan temperatur dan perubahan fasa.
86. Membedakan transfer kalor melalui konduksi, konveksi dan radiasi.
87. Mendefinisikan bagaimana aliran kalor dan kerja yang dilakukan dalam suatu proses termodinamika.
88. Menjelaskan arti sebuah lintasan antara keadaan-keadaan termodinamika.
89. Mendefinisikan hubungan antara tekanan, volume dan temperatur gas.
90. Menjelaskan bahwa interaksi antar molekul zat menentukan sifat zat.
91. Mendefinisikan hubungan tekanan dan temperatur gas dengan energi kinetik molekulnya.
92. Menjelaskan bagaimana besar kapasitas kalor dapat menunjukan kondisi rotasi dan vibrasi molekul.
93. Menentukan faktor penyebab benda berada dalam fasa gas, caair atau padat.
94. Menentukan faktor apakah sistem berjalan reversibel atau ireversibel.
95. Menjelaskan prinsip mesin kalor dan menghitung efisiensi.
96. Menjelaskan secara fisika cara kerja internal-combustion engine
97. Menjelaskan prinsip refrigerator dan pompa kalor serta menganalisa kinerja refrigerator.
98. Menganalisa bagaimana hukum Termodinamika 2 membatasi nilai efisiensi dan kiberja refrigerattor.
99. Melakukan perhitungan yang melibatkan siklus Carnot dalam mesin kalor maupun refrigerator.
100. Mendefinisikan arti entropi dan bagaimana menggunakannya untuk menganalisa suatu proses