01 pengukuran, satuan, besaran dan vektor (utk ppt)
Embed Size (px)
description
Transcript of 01 pengukuran, satuan, besaran dan vektor (utk ppt)


• Besaran Fisis• Gerak 1D & 2DA
• Hukum GerakNewton
• Aplikasi HukumNewton
B
• Kerja & Energi• Kekekalan
EnergiC
• Momentum• Gerak RotasiD
• Gravitasi• Gerak PeriodikE
• MekanikaFluida
• Gelombang & Bunyi
F
Fisika dan Hukum Alam Besaran dan Satuan Konversi dan Konsistensi Satuan Estimasi dan Orde Magnitudo Vektor, Penjumlahan Vektor dan Perkalian Vektor
Sub Topik

• Besaran Fisis• Gerak 1D & 2DA
• Hukum GerakNewton
• Aplikasi HukumNewton
B
• Kerja & Energi• Kekekalan
EnergiC
• Momentum• Gerak RotasiD
• Gravitasi• Gerak PeriodikE
• MekanikaFluida
• Gelombang & Bunyi
F
Mengenal besaran fundamental mekanika dansatuannya.
Menetapkan dengan benar jumlah angka pentingdalam perhitungan.
Menjelaskan perbedaan antara besaran vektor danbesaran skalar.
Menjumlahkan vektor secara grafik. Menentukan komponen vektor dan
menggunakannya dalam perhitungan. Menyelesaikan dua jenis perkalian vektor.
Tujuan Instruksional Khusus

Jari-jari bumi Diameter atom hidrogen
Perjalanan cahaya matahari ke Bumi Kecepatan Siaran TV dari pemanar ke pesawat TV
Massa Bumi Massa Boeing 747
Kecepatan cahaya Gravitasi Bumi
Bagaimana kita mengukur ?
• Apakah Fisika?A
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Semua besaran dalam mekanika dapat diekspresikan dengan dimensi besaran dasar
Besaran Dasar Dimensi
Panjang L
Massa M
Waktu T
Contoh:
Dimensi kecepatan L / T , (km per jam)
Dimensi gaya ML / T2 , (kg meter/ detik2)
Dll.
Satuan – Units
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Satuan SI (Système International) :
Besaran Satuan Panjang m (meter) Massa kg (kilogram) Waktu s (skon/detik)
Satuan British : Inches, feet, miles, pounds, slugs...
Pada umumnya digunakan satuan SI Terkadang kita dihadapkan pada problem yang
menggunakan satuan British, jadi diperlukan konversi satuan dari British ke SI
Satuan – Units
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Beberapa contoh konversi satuan:
1 inci = 2,54 cm
1 m = 3,28 kaki
1 mil = 5280 kaki
1 mil = 1,61 km
Contoh : konversi mph m/s
Konversi antar satuan
sjam
kakim
milkaki
jammil
jammil 1
36001
283152801 ×××=,
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F sm
jammil 1 4470,=

Contoh Aktif
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F
Kelajuan Aliran Darah
Darah di aorta manusia dapat mempunyaikelajuan 35,0 cm/s. Berapakah kelajuan inidalam
(a) kaki/s
(b) mil/jam?

Contoh Aktif
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F
Solusi (Uji pemahaman anda dengan mengerjakan perhitunganseperti yang diindikasikan pada setiap langkah)
Bagian (a)
1. Ubahlah centimeter ke meter dankemudian ke kaki:
2. Pertama, ubah centimeter ke mil:
3. Selanjutnya, ubah second ke jam:
kaki/s,151
Bagian (b)
mil/s1017,2 4−×
mil/jam783,0

Contoh Aktif
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F
InsightKonversi pada bagian (b) tentu saja dapat dilakukan dengan satuperhitungan jika diinginkan.
Cobalah sendiri !

Contoh Aktif
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F
Giliran Anda
Carilah kelajuan darah dalam satuan km/jam !

Metode praktis dan sederhana. Berguna untuk memeriksa hasil kerja, apakah
perhitungan yang telah dilakukan benar atau salah.
Contoh: Ketika menyelesaikan suatu problem diperoleh satu
formula, d = vt2 (velocity x time2)
Periksalah, apakah formula tsb benar ataukah salah? Dimensi sisi kiri = L Dimensi sisi kanan = L / T x T2 = L x T
Dimensi sisi kiri dan kanan tidak sama, formula ini pastisalah !!
Analisis Dimensi
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Pengukuran besaran fisis tergantung batasanketidakpastian (uncertainty) eksperimen
Nilai ketidakpastian tergantung pada
Kualitas alat ukur
Kemampuan si pengukur
Metode pengukuran
Angka Penting
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Ukurlah luas suatu papan dengan penggaris sebagai alatukur (akurasi ± 0,1 cm) Panjang papan terukur 5,5 cm▪ Berarti panjang sebenarnya adalah di antara 5,4 cm
dan 5,6 cm▪ Nilai pengukuran mempunyai 2 angka penting
Lebar papan terukur 6,4 cm Hasil pengukuran dituliskan (5,5 ± 0,1) cm dan (6,4 ±
0,1) cm
Berapakah Luasnya ?
Luas adalah (5,5 cm)(6,4 cm) = 35,2 cm2
Penulisan luas 35,2 cm tak bisa dibenarkan !
Angka Penting
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Sehingga penulisan luas papan adalah 35 cm2
Alasan:Kemungkinan nilai luas terkecil: (5,4 cm)(6,3 cm) = 34 cm2
Kemungkinan nilai luas terbesar: (5,6 cm)(6,5 cm) = 36 cm2
→ Luas rata-rata atau nilai luas terbaik = 35 cm2.
Angka Penting
Jumlah angka penting pada jawaban akhir sama dengan jumlah angka penting besaran fisika yang paling rendah akurasinya (angka penting terkecil)
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Jumlahkan ! 123 m + 5,35 m = ? 123 m + 5,35 m = 128,35 m salah 123 m + 5,35 m = 128 m benar
Contoh: 1,0001 + 0,0003 = 1,0004 5 angka penting 1,002 – 0,998 = 0,004 1 angka penting
Angka Penting
Jumlah desimal pada jawaban akhir seharusnya sama dengan jumlah desimal terkecil komponen
penjumlahan
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Berapa angka penting dari: 0,03 kg 0,000075 km 1500 m
Agar jelas, gunakan notasi ilmiah. Angka 1500 m dapat dituliskan menjadi 2 angka penting: 1,5 × 103 m 3 angka penting: 1,50 × 103 m 4 angka penting: 1,500 × 103 m
Pilihan cara penulisan tergantung dari ketelitian hasil ukur
(notasi ilmiah sangat berguna untuk penulisan bilanganyang sangat besar/sangat kecil)
Contoh: massa elektron = 9,11 x 10-31 kgmassa bumi = 5,98 x 1024 kg
Angka Penting
1 angka penting
2 angka penting
Tidak jelas: 0 menunjukkan desimal atau angka penting? Perlu mengetahui ketelitian pengukuran!
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F


Digunakan untuk mengetahui posisi dalamrepresentasi 3 dimensi
Posisi Lintang
Posisi Bujur
Ketinggian Dapat pula untuk mengetahui kecepatan
Arah dan besar kecepatan Terdapat fasilitas penelusuran jejak
Perjalanan tidak selamanya membentuk garislurus dan mendatar
Kadang berbelok, menanjak dan menurun
Global Position Systems
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

20
Pergerakan Mobil
Pergerakkan umumnya tidak dalam satu dimensimelainkan dalam 2 atau 3 dimensi.
Posisi awalPosis saat ini
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Tanda panah menunjukkan arah vektor kecepatan pelari di suatu titik di lintasannya
Arah vektor kecepatan dapat berubah
21
Vektor
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

22
Vektor
Dua kali panjangpanah terdahulu
Vektor berguna untuk menganalisis gerak dua dimensi atau tiga dimensi
30 km/jam
60 km/jam
Panah menunjukkan arah sedangkan panjangnya menunjukkan besar atau ukuran
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Pada 1 Dimensi, penunjuk arah lebih sederhana jika diberi tanda + (kanan/atas) atau – (kiri/bawah). Contoh, pada kasus jatuh bebas ay = -g.
Pada 2 atau 3 dimensi, diperlukan informasi lebih dari sekedar +/- . Maka digunakan VEKTOR.
Contoh: Dimanakan posisi Universitas Indonesia terhadap Monas? Pilih titik asal: Monas Pilih koordinat▪ jarak (km), dan▪ arah (U,S,T,B)
r adalah suatu vektor yangmenunjukkan jarak 47 km ke arah selatan dari Monas.
23
Vektor
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F
Monas
UI
r

Ada dua cara meyimbolkan penulisan vektor:
Notasi tebal: A
Notasi “panah” :
24
Vektor...
A = A
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F
A

25
Vektor...
Beberapa vektor dapat dijumlahkan
Contoh:
Sebuah perahu bergerak ke Utara, sedangkan arus sungai bergerak ke Timur. Berapa kecepatan neto dari perahu tersebut?
Total Vektor menunjukkan arah gerak real
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

26
Vektor...
Anda dapat mengukurvektor resultan denganmencari panjangnya, halitu sesuai dengankecepatan real
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Vektor r dalam notasi koordinat (x,y,z)/ 3D:
r = (rx ,ry ,rz ) = (x,y,z)
Pada kasus 2-D :
rx = x = r cos θ ry = y = r sin θ
27
Vektor...
y
x
(x,y)
θ
r
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Besar (panjang) r didapatkan dengan theorema Pithagoras :
Arah vektor : θ = arctan( y / x )
28
Vektor...
22 yxr +==r
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F
ry
x
θ

Vektor satuan adalah vektor dengan panjang 1 dan tanpa satuan
Digunakan untuk menunjukkan arah Vektor satuan u menunjukan arah U
Sering disimbolkan menggunakan
tanda topi: u = û
Contoh vektor satuan pada koordinatCartesian
[ i, j, k ] menunjukkan
arah sumbu x, y dan z
29
Unit Vector (Vektor satuan)
U
û
x
y
zi
j
k
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Misalkan ada vektor A dan B. Carilah A + B
Kita dapat menggeser vektor semau kita asalkan panjang dan arahnya tetap/ tidak berubah.
30
Penjumlahan Vektor
A
B
A B
A B
C = A + B
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Sebuah vektor dapat dinyatakan dalam bentuk komponen-komponennya.
31
Komponen Vektor
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F
A
Ax i
Ay jA = Ax i + Ay j
Metode penentuan vektor satuan: • Tentukan sistem koordinat• Geserlah vektor ke sistem koordinat. Letakkan pangkal vektor di titik
asal koordinat. INGAT! Besar dan arah vektor ketika proses pergeseran tidak boleh berubah.
• Proyeksikan ujung vektor ke setiap sumbu koordinat.• Ukur/ hitunglah panjang setiap komponen vektor.• Tuliskan vektor dan komponen penyusun beserta vektor satuannya.

Misalkan : A = (Ax i + Ay j) , B = (Bx i + By j) dan C = (Cx i + Cy j)
Hitunglah C = A + B.
C = (Ax i + Ay j) + (Bx i + By j) = (Ax + Bx)i + (Ay + By)j
sedangkan C = (Cx i + Cy j)
Jadi:
Cx = Ax + Bx
Cy = Ay + By
32
Penjumlahan vektor dengan komponen
C
BxA
ByB
Ax
Ay
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

Vektor A = {0,2,1} Vektor B = {3,0,2} Vektor C = {1,-4,2}
Berapakan vektor resultan, D, denganmenjumlahkan A + B + C ?
33
Vektor
(a) {3,5,-1} (b) {4,-2,5} (c) {5,-2,4}
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F

D = (AX i + AY j + AZ k) + (BX i + BY j + BZ k) + (CX i + CY j + CZ k)
= (AX + BX + CX) i + (AY + BY+ CY) j + (AZ + BZ + CZ) k
= (0 + 3 + 1) i + (2 + 0 - 4) j + (1 + 2 + 2) k
= {4, -2, 5}
34
Solusi
• Sifat Dasar FisikaA
• Besaran dan SatuanB
• Konversi dan Konsistensi Satuan
C
• Estimasi dan Orde Magnitudo
D
• VektorE
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
F