MATERI KULIAH FISIKA DASAR1. Pendahuluan, Vektor2. Gerak dalam 1 Dimensi3. Gerak dalam 2 Dimensi4. Dinamika Partikel (Hukum-hukum Gerak)5. Kerja dan Energi6. Mekanika Zat Alir7. Termodinamika8. Arus Listrik9. Gelombang Elektromagnetik10. FisikaModern

Besaran FisikaKonseptualMatematisBesaran PokokBesaran TurunanBesaran SkalarBesaran Vektor: besaran yang ditetapkan dengan suatu standar ukuran: Besaran yang dirumuskan dari besaran-besaran pokok: hanya memiliki nilai: memiliki nilai dan arah

Besaran Pokok (dalam SI)MassaPanjangWaktuArus listrikSuhuJumlah ZatIntensitasSatuan (dalam SI)kilogram (kg)meter (m)sekon (s)ampere (A)kelvin (K)mole (mol)kandela (cd)

FaktorAwalanSimbol1018exa-E1015peta-P1012tera-T109giga-G106mega-M103kilo-k102hekto-h101deka-daFaktorAwalanSimbol10-1desi-d10-2senti-c10-3mili-m10-6mikro-m10-9nano-n10-12piko-p10-15femto-f10-18ato-a

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).

Contoh : Kecepatanpergeseran yang dilakukan persatuan waktusatuan : meter per sekon (ms-1) Percepatanperubahan kecepatan per satuan waktusatuan : meter per sekon kuadrat (ms-2) Gayamassa kali percepatansatuan : newton (N) = kg m s-2

Dimensi menyatakan esensi dari suatu besaran fisika yang tidak bergantung pada satuan yang digunakan.Jarak antara dua tempat dapat dinyatakan dalam meter, mil, langkah,dll. Apapun satuannya jarak pada dasarnya adalah panjang.Besaran PokokSimbol DimensiMassaMPanjangLWaktuTArus listrikIBesaran PokokSimbol DimensiSuhuQJumlah ZatNIntensitasJ

Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.

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

ModelPeristiwa AlamEksperimenPengamatanPengukuranBesaran FisikaKuantitasKarakteristik Interaksiantar materi yang teramatiTeoriKonsep FisikaHukumFisikaApakah yang diamati ?Apakah yang diukur ?

BESARAN VEKTOR2.1

Sifat besaran fisis :SkalarVektor Besaran SkalarBesaran yang cukup dinyatakan oleh besarnya saja (besar dinyatakan oleh bilangan dan satuan).

Contoh: waktu, suhu, volume, laju, energiCatatan: skalar tidak tergantung sistem koordinat Besaran VektorBesaran yang dicirikan oleh besar dan arah.2.2BESARAN SKALAR DAN VEKTORContoh: kecepatan, percepatan, gayaCatatan: vektor tergantung sistem koordinat

Gambar:Titik P : Titik pangkal vektorTitik Q: Ujung vektorTanda panah: Arah vektorPanjang PQ = |PQ| : Besarnya (panjang) vektor2.3Catatan:Untuk selanjutnya notasi vektor yang digunakan huruf tebalNotasi VektorA Huruf tebalPakai tanda panah di atasA Huruf miringBesar vektor A = A = |A| (pakai tanda mutlak)PENGGAMBARAN DAN PENULISAN (NOTASI) VEKTOR

a.Dua vektor sama jika arah dan besarnya samaA = Bb.Dua vektor dikatakan tidak sama jika:1.Besar sama, arah berbeda2.Besar tidak sama, arah sama3.Besar dan arahnya berbeda2.4

OPERASI MATEMATIK VEKTOROperasi jumlah dan selisih vektorOperasi kaliJUMLAH DAN SELISIH VEKTOR

Metode:

Jajaran GenjangSegitigaPoligonUraian1. Jajaran GenjangR = A + BBesarnya vektor R = | R | =2.5Besarnya vektor A+B = R = |R| =cos22ABBA++Besarnya vektor A-B = S = |S| =cos2ABBA-+222

2.62. Segitiga3. Poligon (Segi Banyak)

AyByAxBxABYXVektor diuraikan atas komponen-komponennya (sumbu x dan sumbu y)A = Ax.i + Ay.j ;B = Bx.i + By.jAx = A cos ;Bx = B cos Ay = A sin ;By = B sin Besar vektor A + B = |A+B| = |R||R| = |A + B| =Arah Vektor R (terhadap sb.x positif) = tg =2.74. Uraian =arc tg Ry = Ay + ByRx = Ax + Bx

1.Perkalian Skalar dengan Vektor2.Perkalian vektor dengan VektorPerkalian Titik (Dot Product)Perkalian Silang (Cross Product)1.Perkalian Skalar dengan Vektor Hasilnya vektorC = k Ak: SkalarA: VektorVektor C merupakan hasil perkalian antara skalar k dengan vektor ACatatan:Jika k positif arah C searah dengan AJika k negatif arah C berlawanan dengan A2.8PERKALIAN VEKTOR

2.Perkalian Vektor dengan VektorPerkalian Titik (Dot Product)Hasilnya skalarA B= C C = skalar2.9Besarnya : C = |A||B| Cos A = |A| = besar vektor AB = |B| = besar vektor B = sudut antara vektor A dan B

2.10Catatan :

Jika A dan B saling tegak lurus A B = 0Jika A dan B searah A B = A BJika A dan B berlawanan arah A B = - A B

Perkalian Silang (Cross Product)Catatan : Arah vektor C sesuai aturan tangan kananBesarnya vektor C = A x B = A B sin 2.11Hasilnya vektorSifat-sifat : Tidak komutatif A x B B x AJika A dan B saling tegak lurus A x B = B x AJika A dan B searah atau berlawan arah A x B = 0

VEKTOR SATUANVektor yang besarnya satu satuanDalam koordinat Cartesian (koordinat tegak)ZYXjkiAArah sumbu x:Arah sumbu y:Arah sumbu z:2.12 Notasi

2.13 Sifat-sifat Perkalian Titik (Dot Product) Vektor Satuan Sifat-sifat Perkalian silang (Cross Product) Vektor Satuan

1. Lima buah vektor digambarkan sebagai berikut :Jawab :Besar dan arah vektor pada gambar di samping :Contoh SoalHitung : Besar dan arah vektor resultan.

VektorBesar (m)Arah (o)A190B1545C16135D11207E22270

VektorBesar (m)Arah(0)Komponen X(m)Komponen Y (m)ABCDE19151611220451352072701910.6-11.3-9.80010.611.3-5-22RX = 8.5RY = -5.1

3. Tentukanlah hasil perkalian titik dan perkalian silang dari dua buah vektor berikut ini : Jawab :Perkalian titik : A . B = 2.1 + (-2)(-3) + 4.2 = 16

Besaran Vektor:Besaran yang memiliki besar (nilai/angka) dan arahBesaran Skalar:Besaran yang hanya memiliki besar (nilai/angka) sajaContoh besaran Vektor:Perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya,dllGambar VektorBesar VektorArah VektorGaris kerja VektorGaris kerja VektorTitik tangkap/titik pangkal Vektor

Soal-soalPenjumlahan & Pengurangan VektorPENULISAN VEKTORAABAB=Vektor AVektor AB=PENJUMLAHAN & PENGURANGAN VEKTORVektor hasil penjumlahan & pengurangan = Vektor Resultan( R ) Cara Jajaran GenjangCara Poligon

Nilai dan Arah Resultan Dua Buah Vektor Yang Membentuk Sudut a. 90ABR = A + Ba. = 90ABR = A + B

Penguraian Vektor Menjadi Komponen- KomponennyaAyAxXYR????Dari Mana

Kesimpulan Dari Beberapa KasusBesar Resultan yang mungkin dari dari dua buah vektor A dan B adalah: A B R A + B 3 = 3 - 3 = 3 100 = 5 = - 100 = - 5 = Keterangan:Bila sebuah bilangan diberi tanda mutlak ( . ), maka diambil nilai yang positif 5 5 100 100

*Di sini ditanyakan apa yang dimaksud dengan fisika. *Apakah besaran fisika ?Besaran fisika dapat dijelaskan secara konseptual maupun secara matematis. ********Pengamatan dapat dilakukan secara langsung pada peristiwa alam ataupun melalui eksperimen. Untuk melakukan eksperimen disusun suatu model dari peristiwa nyata. Model : Imaginasi ilmuwan tentang peristiwa alam yang dibuat untuk menjelaskan peristiwa alam yang sesungguhnya. Untuk menjelaskan peristiwa alam dilakukan pengamatan (dan pengukuran). Yang diamati (diukur) adalah suatu besaran fisika.Dalam eksperimen dilakukan pengukuran sehingga diperoleh kuantitas (hasil pengukuran) yang dapat digunakan untuk menganalisis karakterisitik interaksi antar materi yang teramati. Untuk menjelaskan karakteristik interaksi antar materi diperlukan teori. Untuk menyusun teori diperlukan konsep. Konsep : suatu abtraksi dasar yang tidak dapat dijelaskan akan keberadaannya, walaupun dari sudut pandang besaran fisika dapat didefinisikan dengan jelas. Teori yang disusun berdasarkan suatu model tertentu dan telah teruji berlaku umum dapat dipandang sebagai Hukum Fisika.