PENGENALAN MATLAB UNTUK KOMPUTASI SISTEM FISIS

21
PENGENALAN MATLAB UNTUK KOMPUTASI SISTEM FISIS 01 Februari 2014 Oleh : FITRI PUSPITASARI BUDIANA 1127030024 JURUSAN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG 2014

description

Fisika Komputasi

Transcript of PENGENALAN MATLAB UNTUK KOMPUTASI SISTEM FISIS

  • PENGENALAN MATLAB UNTUK KOMPUTASI SISTEM FISIS

    01 Februari 2014

    Oleh :

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

    1127030024

    JURUSAN FISIKA

    FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

    UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI

    BANDUNG

    2014

  • ABSTRAK

    Nama : FITRI PUSPITASARI BUDIANA

    Teman Sekelompok : Atip Juwardi

    Annisa Nur Fitriani

    Halimahtussadiah

    Nama Asisten Dosen : Wahid Abdurrahman

    Practical introduction matlab physics-based system aims to create a basic pro-

    gram matlab, matlab know the basic functions, create charts on the matlab and

    operated mathematics and basic functions in MATLAB. This method is performed

    by using matlab software. Once the simulation is complete program to generate

    values obtained uniformly accelerated motion equations, display text, display a line

    graph, showing two line graphs, bar graphs display and displays a graph of the circle.

    Keywords : Matrix Laboratory, GLBB, Featuring

    Praktikum pengenalan matlab berbasis sistem fisika ini bertujuan untuk mem-

    buat program dasar matlab, mengetahui fungsi dasar matlab, membuat grafik pada

    matlab dan mengoperasi matematika dan fungsi dasar dalam MATLAB . Metode

    yang dilakukan ini dengan menggunakan software matlab. Setelah simulasi selesai

    diperoleh program untuk menghasilkan nilai persamaan GLBB, menampilkan tu-

    lisan, menampilkan satu grafik garis, menampilkan dua grafik garis, menampilkan

    grafik batang dan menampilkan grafik lingkaran.

    Kata Kunci : Matlab, GLBB, Grafik

    i

  • DAFTAR ISI

    ABSTRAK i

    DAFTAR ISI ii

    DAFTAR GAMBAR iii

    1 PENDAHULUAN 1

    1.1 Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

    1.2 Rumusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

    1.3 Batasan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

    1.4 Tujuan Praktikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

    1.5 Sistematika Penulisan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

    2 LANDASAN TEORI 3

    3 METODE PERCOBAAN 6

    3.1 Waktu dan Tempat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    3.2 Alat dan Bahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    3.3 Diagram Alir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    3.4 Prosedur Percobaan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    4 HASIL DAN PEMBAHASAN 8

    5 PENUTUP 16

    5.1 Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

    5.2 Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

    DAFTAR PUSTAKA 16

    ii

  • DAFTAR GAMBAR

    4.1 Script program pada M-fle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

    4.2 Output running pada Command Windows . . . . . . . . . . . . . . . 8

    4.3 Script program pada M-fle untuk menampilkan string . . . . . . . . 9

    4.4 Output running pada Command Windows . . . . . . . . . . . . . . . 9

    4.5 Script program pada M-fle untuk grafik 2D . . . . . . . . . . . . . . 10

    4.6 Output running pada Command Windows meminta input . . . . . . 10

    4.7 Output running menampilkan 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    4.8 Script program subplot menghasilkan dua grafik . . . . . . . . . . . 11

    4.9 Output running pada Command Windows meminta input . . . . . . 12

    4.10 Output running menampilkan dua grafik . . . . . . . . . . . . . . . 12

    4.11 Script program menghasilkan grafik batang . . . . . . . . . . . . . . 13

    4.12 Output running pada Command Windows meminta input dan me-

    nampilkan grafik batang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

    4.13 Script program menghasilkan grafik lingkaran . . . . . . . . . . . . . 14

    4.14 Output running pada Command Windows meminta input dan me-

    nampilkan grafik liingkaran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

    iii

  • Bab 1

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang

    Diera globalisasi sekarang ini, ilmu pengetahuan dan teknologi semakin berkembang

    pesat. Ilmu pengetahuan dan teknologi ini dimanfaatkan dan dikembangkan oleh

    manusia untuk dapat membantu pekerjaan mereka sehingga dapat menyelesaikan

    pekerjaan dengan lebih mudah dan efesien.

    Kemajuan teknologi semakin berkembang sangat pesat pada kehidupan manusia

    pada saat ini, khususnya pada elektronika. Hal ini ditandai dengan adanya berbagai

    program yang diciptakan dan dapat dioperasikan secara manual maupun otomatis.

    Oleh karena itu, setiap manusia terutama mahasiswa dituntut agar mampu ber-

    adaptasi dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tersebut, kajian

    yang dibahas yaitu dalam ilmu fisika yaitu program komputasi, dengan membuat

    program-program untuk menyelesaikan operasi-operasi matematika yang sederhana.

    1.2 Rumusan Masalah

    Dari uraian latar belakang tersebut di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan

    yang akan diselesaikan adalah melakukan pengenalan matlab untuk mengoperasikan

    matematika, fungsi dalam matlab dan prosedur membuat program dasar dalam

    MATLAB.

    1.3 Batasan Masalah

    Pada praktikum ini dibatasi hanya paham tentang matlab dan kita di tuntut per-

    cobaan untuk membuat program yang menampilkan tulisan, program persamaan

    fisika, program yang menampilkan garafik-grafik.

    1

  • 1.4. Tujuan Praktikum 2

    1.4 Tujuan Praktikum

    1. Mengetahui cara mengoperasikan dan prosedur membuat program dasar dalam

    MATLAB

    2. Mengetahui cara menginisialisasi variable dalam MATLAB

    3. Mengetahui operasi matematika dan fungsi dasar dalam MATLAB

    4. Mengetahui cara membuat grafik pada MATLAB

    1.5 Sistematika Penulisan

    Pembahasan pokok dari praktikum ini untuk setiap bab diuraikan secara singkat.

    Dalam Bab I memperkenalkan gambaran umum tentang praktikum yang akan di-

    lakukan. Dalam Bab II menjelaskan teori dasar yang mendasari dan mendukung

    praktikum pengenalan matlab berbasis sistem fisika sebagai bahan praktikum. Da-

    lam Bab III membahas metode dari praktikum dari mulai pengambilan data sampai

    selesai. Bab IV membahas tentang hasil dari praktikum dan membahas analisis da-

    ri pengambilan data yang dilakukan berupa gambar hasil praktikum. Kesimpulan

    praktikum akan dibahas dalam Bab V.

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • Bab 2

    LANDASAN TEORI

    MATLAB adalah perangkat lunak yang dapat digunakan untuk analisis dan visua-

    lisasi data. MATLAB didesain untuk mengolah data dengan menggunakan operasi

    matriks. MATLAB juga mampu untuk menampilkan grafis dan memiliki bahasa

    pemrograman yang baik.

    Matlab merupakan salah satu aplikasi yang sering digunakan untuk melakukan

    perhitungan aritmatik.Dalam penggunaannya Mathlab memiliki berbagai fasilitas

    diantaranya: Current directory yang berfungsi untuk mengubah alamat pencari-

    an Matlab.Workspace browser memungkinkan untuk melihat isi dari tempat kerja

    Matlab yang sedang aktif (Workspace browser juga menyediakan keluaran dari per-

    intah whos). M-file digunakan untuk menuliskan program berupa fungsi-fungsi yang

    kemudian disimpan dengan nama file yang sama dengan nama fungsi tersebut. Eks-

    tensi penyimpanan untuk file ini adalah .m. Untuk membuat sebuah m-file yang

    baru dapat dilakukan dengan memilih File new script. Setelah selesai menu-liskan fungsi dalam file.m , dilanjutkan dengan menyimpan fungsi tersebut dengan

    tombol save setelah itu memilih direktori penyimpanan file .m tersebut. Bila ti-

    dak melakukan penyimpanan .m pada direktori default dari mathlab maka sebelum

    memanggil fungsi pada comment windows pastika merubah current directory sesuai

    dengan directori penyimpanan fungsi .m tersebut. Bila hal tersebut tidak dilakukan

    maka fungsi tidak akan dikenali ketika fungsi tersebut dipanggil dikarenakan fung-

    si tersebut dipanggil melalui current directory yang salah. Fasilitas lain yang ada

    pada mathlab adalah command windows. Fasilitas ini digunakan untuk menuliskan

    operasi - operasi matematika sehingga dapat pula dianggap sebagai kalkulator pada

    matlab.

    Selain dapat digunakan untuk menyelesaikan operasi-operasi matematika yang

    sederhana, matlab dapat pula digunakan untuk melakukan perhitungan bentuk lain

    seperti vektor[matrik] , perbandingan, ataupun pengulangan(Pengaturan alur pro-

    gram). Di dalam Matlab, vektor adalah sekumpulan data yang membentuk hanya

    3

  • 4satu baris atau satu kolom. Penulisan elemen dilakukan di dalam kurung siku []

    yang diantarai dengan spasi atau titik koma. Pengecualian berlaku hanya untuk

    penulisan data yang berbentuk deret dengan pola tertentu. Vektor dapat mengala-

    mi operasi dengan skalar atau dengan vektor lain asalkan mempunyai dimensi yang

    sama. Matriks merupakan himpunan data yang membentuk beberapa baris dan

    kolom. Aturan operasi.

    Nama MATLAB merupakan singakatn dari matrix labolatory . MATLAB awal-

    nya dibuat untuk memudahkan dalam mengakses software matriks yang telah di-

    kembangkan oleh LINPACK dan EISPACK. Dalam perkembangannya, MATLAB

    mampu mengintegrasikan beberapa software matriks sebelumnya dalam satu softwa-

    re untuk komputasi matriks. Tidak hanya itu, MATLAB juga mampu melakukan

    komputasi simbolik yang biasa dilakukan oleh MAPLE.

    Sistem MATLAB terdiri atas lima bagian utama :

    1. Development Environment. Ini adalah kumpulan semua alat-alat dan fasiltas

    untuk membantu kita dalam menggunakan fungsi dan file MATLAB. Bagian

    ini memuat desktop, Command window, command history, editor and debug-

    ger, dan browser untuk melihat help, workspace, files.

    - Command Window

    Windows ini muncul pertama kali ketika kita menjalankan program MATLAB.

    Command. Windows digunakan untuk menjalankan perintah-perintah MAT-

    LAB, memanggil tool MATLAB seperti Editor, fasilitas help, model simulink,

    dan lain-lain. Ciri dari Windows ini adalah adanya prompt (tanda lebih besar)

    yang menyatakan MATLAB siap menerima perintah. Perintah tersebut dapat

    berupa fungsi-fungsi bawaan (toolbox) MATLAB itu sendiri.

    - Editor Window

    Windows ini merupakan tool yang disediakan oleh MATLAB yang berfungsi

    sebagai Editor script MATLAB (listing perintah-perintah yang harus dilakuk-

    an oleh MATLAB). Secara formal suatu script merupakan suatu file eksternal

    yang berisi tulisan perintah MATLAB. Tetapi script tersebut bukan merupak-

    an suatu fungsi. Ketika anda menjalankan suatu script, perintah di dalamnya

    dieksekusi seperti ketika dimasukkan langsung pada MATLAB melalui keybo-

    ard.

    M-file selain dipakai sebagai penamaan file juga bisa dipakai untuk menamakan

    fungsi, sehingga fungsi fungsi yang kita buat di jendela Editor bisa di simpan

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • 5dengan ektensi .m sama dengan file yang kita panggi dijendela Editor. Saat

    kita menggunakan fungsi MATLAB seperti inv, abs, cos, sin dan sqrt, MAT-

    LAB menerima variabel berdasarkan variabel yang kita berikan. Fungsi M-file

    mirip dengan script file dimana keduanya merupakan file teks dengan ekten-

    si.m. sebagaimana script M-file, fungsi m-file tidak dimasukkan dalam jendela

    Command Window tetapi file tersendiri yang dibuat dengan Editor teks.

    - Figure Window

    Windows ini merupakan hasil visualisasi dari script MATLAB. MATLAB

    memberikan kemudahan bagi programmer untuk mengedit Windows ini seka-

    ligus memberikan program khusus untuk itu, sehingga selain berfungsi sebagai

    visualisasi output yang berupa grafik juga sekaligus menjadi media input yang

    interaktif.

    - Simulink

    Windows ini umumnya digunakan untuk mensimulasikan sistem kendali ber-

    dasarkan blok diagram yang telah diketahui. Untuk mengoperasikannya ketik

    simulink pada Command Windows.

    2. The MATLAB Mathematical Function Library. Bagian ini adalah koleksi se-

    mua algoritma komputasi, mulai dari fungsi sederhana seperti sum, sine, cosine

    sampai fungsi lebih rumit seperti, invers matriks, nilai eigen, fungsi Bessel dan

    fast Fourier transform.

    3. The MATLAB language. Ini adalah bahasa matriks/array level tinggi dengan

    control flow, fungsi, struktur data, input/output, dan fitur objek programming

    lainnya.

    4. Graphics. MATLAB mempunyai fasilitas untuk menampilkan vector dan ma-

    triks sebagai grafik. Fasilitas ini mencakup visualisasi data dua / tiga dimensi,

    pemrosesan citra (image), animasi, dan grafik animasi.

    5. The MATLAB Application Program Interface (API). Paket ini memungkink-

    an kita menulis bahasa C dan Fortran yang berinteraksi dengan MATLAB. Ia

    memuat fasilitas untuk pemanggilan kode-kode dari MATLAB (dynamic lin-

    king), yang disebut MATLAB sebagai mesin penghitung, dan untuk membaca

    dan menulis MAT-files.

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • Bab 3

    METODE PERCOBAAN

    3.1 Waktu dan Tempat

    Praktikum fisika komputasi II ini dilaksanakan pada hari Rabu, 29 Januari 2014

    pukul 15.30-18.00 WIB yang bertempatkan di Labolatorium Fisika Fakultas Sains

    dan Teknologi UIN Sunan Gunung Djati Bandung.

    3.2 Alat dan Bahan

    1. Laptop

    2. Software MATLAB

    6

  • 3.3. Diagram Alir 7

    3.3 Diagram Alir

    Hidupkan Laptop

    Buka aplikasi matlab

    Membuat program pada software matlab

    Quick Build

    Masukan tulisan di command windows (Inisialisasi variabel)

    Tekan Enter

    Hasil akan tampil di command windows

    3.4 Prosedur Percobaan

    Pada praktikum ini pertama-tama hidupkan laptop kemudian buka aplikasi matlab

    kemudian pilih file, new, m-file, kemudan akan muncul text editor, kemudian ketik

    kodingan yang akan dimasukan lalu save. Lalu buka command windows, masukan

    inisialisasi pada command windows, saat di enter hasil akan tampil.

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • Bab 4

    HASIL DAN PEMBAHASAN

    Gambar 4.1: Script program pada M-fle

    Gambar 4.2: Output running pada Command Windows

    8

  • 9Gambar 4.3: Script program pada M-fle untuk menampilkan string

    Gambar 4.4: Output running pada Command Windows

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • 10

    Gambar 4.5: Script program pada M-fle untuk grafik 2D

    Gambar 4.6: Output running pada Command Windows meminta input

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • 11

    Gambar 4.7: Output running menampilkan 2D

    Gambar 4.8: Script program subplot menghasilkan dua grafik

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • 12

    Gambar 4.9: Output running pada Command Windows meminta input

    Gambar 4.10: Output running menampilkan dua grafik

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • 13

    Gambar 4.11: Script program menghasilkan grafik batang

    Gambar 4.12: Output running pada Command Windows meminta input dan menampilkan grafikbatang

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • 14

    Gambar 4.13: Script program menghasilkan grafik lingkaran

    Gambar 4.14: Output running pada Command Windows meminta input dan menampilkan grafikliingkaran

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • 15

    Pada praktikum pengenalan matlab untuk sistem fisika ini diawali dengan pe-

    ngertian itu sendiri. Nama MATLAB merupakan singkatan dari matrix labolatory

    . MATLAB awalnya dibuat untuk memudahkan dalam mengakses software matriks

    yang telah dikembangkan oleh LINPACK dan EISPACK. Dalam perkembangannya,

    MATLAB mampu mengintegrasikan beberapa software matriks sebelumnya dalam

    satu software untuk komputasi matriks. Tidak hanya itu, MATLAB juga mampu

    melakukan komputasi simbolik yang biasa dilakukan oleh MAPLE.

    Selanjutnya diketahui bahwa ternyata banyak persoalan fisis yang dapat diba-

    ngun dengan MATLAB, dengan cara yang lebih mudah dan lebih singkat tanpa

    mengurangi kepahaman kita pada suatu persoalan. Sebelum melakukan cara-cara

    pengoperasian fungsi-fungsi dasar pada MATLAB, diperkenalkan bahwa pada antar

    muka awal MATLAB terdapat tiga jendela utama, yaitu jendela Current Directory

    yang digunakan untuk melihat direktori file tempat bekerja, kemudian Command

    Window yang digunakan untuk memasukan perintah program yang akan dieksekusi

    dan yang terakhir ialah Command History yang digunakan untuk melihat perintah

    program yang pernah digunakan. Selanjutnya dikenal Editor Window yang digunak-

    an untuk listing perintah-perintah yang harus dilakukan oleh MATLAB. Perintah

    yang dibuat di dalam Editor Window disebut dengan M-file.

    Fungsi M-file mirip dengan script file dimana keduanya merupakan sebuah file

    dengan ekstensi .m. Cara pengoperasian pada MATLAB yang pertama dilakukan

    ialah cara mengini- sialisasi variabel yang dilakukan langsung pada jendela Com-

    mand Window, seperti pada gambar di bawah ini. Kita hanya menuliskan variabel

    yang diikuti dengan persamaan matematikanya dan kemudian tekan enter.

    Cara pengoperasian pada MATLAB yang pertama dilakukan ialah cara mengini-

    sialisasi variabel yang dilakukan langsung pada jendela Command Window, seperti

    pada gambar di bawah ini. Kita hanya menuliskan variabel yang diikuti dengan

    persamaan matematikanya dan kemudian tekan enter.

    Pada percobaan pertama itu kita menampilkan program persamaan GLBB dima-

    na memasukan kecepatan, percepatan dan kecepatan awal. pada percobaan kedua

    itu menampilkan tampilan dimana dimasukan perintah clc, clear, close, disp (tam-

    pilan). pada percobaan ketiga itu menampilkan grafik dalam satu figure dengan

    memasukan input data, plot, xlabel, ylabel untuk bisa mengeluarkan grafik.

    Pada percobaan keempat menampilkan dua grafik dallam satu figure dengan me-

    masukan input data, subplot, xlabel, ylabel untuk bisa mengeluarkan grafik. pada

    percobaan kelima menampilkan grafik batang dan percobaan kelima grafik lingkaran.

    FITRI PUSPITASARI BUDIANA

  • Bab 5

    PENUTUP

    5.1 Kesimpulan

    Matlab merupakan sebuah aplikasi yang sering digunakan untuk membantu me-

    nyelesaikan permasalahan-permasalahan perhitungan aritmatik. Didalam matlab

    dapat dilakukan berbagai operasi mulai dari operasi sederhana (pnjumlahan, perka-

    lian, pembagian, pengurangan), alur program hingga perhitungan yang kompleks.

    Operasi menampilkan grafik dilakukan menggunakan aplikasi matlab ini. Salah satu

    bentuk aplikasi dari perhitungan dengan menggunakan matlab adalah perhitungan

    hampiran dan galat.

    5.2 Saran

    Semoga dapat menambah pengetahuan tentang bagaimana penerapan matlab dalam

    ilmu fisika.

    16

  • DAFTAR PUSTAKA

    [1] Sanjaya,M., 2010, Komputasi Numerik berbasis MATLAB, Universitas Islam

    Negeri Sunan Gunung Djati, Bandung.

    [2] http://biesantos.blogspot.com/2010/07/pengenalan-matlab.html (diakses: 1

    Februari 2014 20.00)

    [3] Jambrud, 2010, Dasar-dasar Fisika Komputasi Menggunakan MATLAB : Ban-

    dung

    [4] Suarga, 2007, Solusi problema fisika dengan matlab: Bandung

    [5] http://bennyadiwijaya.blogspot.com/2013/02/pengertian-matlab-matrix-

    laboratory.html ( 1 Februari 2014 20.05)

    [6] Kasiman, 2006, Pengenalan Matlab: Bandung

    17

    ABSTRAKDAFTAR ISIDAFTAR GAMBAR1 PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang1.2 Rumusan Masalah1.3 Batasan Masalah1.4 Tujuan Praktikum1.5 Sistematika Penulisan

    2 LANDASAN TEORI3 METODE PERCOBAAN3.1 Waktu dan Tempat3.2 Alat dan Bahan3.3 Diagram Alir3.4 Prosedur Percobaan

    4 HASIL DAN PEMBAHASAN5 PENUTUP5.1 Kesimpulan5.2 Saran

    DAFTAR PUSTAKA