Universias Gadjah Mada 1

RENCANA PROGRAM KEGIATAN

PEMBELAJARAN SEMESTER

(RPKPS)

Mata Kuliah

MEKANIKA A

Oleh:

Guntur Maruta

Program Studi Fisika

Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Gadjah Mada

Yogyakarta

2003

Universias Gadjah Mada 2

I. Nama Mata Kuliah : MEKANIKA A

II. Kode/SkS : MFS.1118/2

III. Prasarat : MFS.1101(Fisika Dasar 1)

IV. Status Matakuliah : Wajib Prodi

V. Deskripsi Matakuliah

Mata kuliah ini merupakan salah satu mata kuliah wajib Program Studi FisikaJurusan

Fisika-FMTPA-UGM, diberikan pada semester II. RPKPS ini disusun berdasar silabi yang

telah ditetapkan oleh Prodi Fisika dan termaktub dalam BUKU PANDUAN FMIPA-UGM

Tahun Akademik 2003-2004. Buku acuan atau sebagai bacaan wajib telah dipilih juga,

yakni

1. Berjudul Analytical Mechanics karangan Grant R. Fowles.

2. Berjudul Mechanics karangan Keith R. Symon

3. Berjudul Physics Volume I Mechanics, Waves and Thermodynamics karangan

Roller D.E. dan R. Blume.

RPKPS ini mencakup materi pembelajaran yang meliputi konsep-konsep dasar

kinematika, hukum gerak/dinamika Newton (klasik), kekekalan momentum dan tenaga.

Kemudian konsepkonsep dasar diimplernentasikan untuk membahas sistem-sistem

dengan keadaan khusus, seperti gerak di bawah pengaruh gaya sentral, sistem banyak

partikel, gerak terhadap kerangka non-inersial (dipercepat transalasi dan dirotasi),

dengan meninjau beberapa peristiwa alamiah sebagai contoh-contoh kasus.

VI. Tujuan Pembelajaran

Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa diharapkan memahami konsep dasar

kinematika dalam berbagai sistem koordinat yang lazim (sudah umum) dan hukurn-

hukum gerak/dinamika dalam berbagai keadaan sistem (berbagai bentuk dan jenis

gaya/kakas yang dialami oleh sistem yang ditinjau). Dengan pemahaman tersebut,

disertai ketrarnpilan/kecerdasan rnernecahkan rnasalah (menyelesaikan soal)

mahasiswa diharapkan lancar dalam mengikuti kuliah lanjutannya.

VII. Materi Pembelajaran

A. Kinematika

1. Pembahasan Urnum: Vektor posisi, kecepatan, percepatan.

2. Kecepatan dan kecepatan dalarn koordinat polar, silinder dan bola.

B. Dinamika Partikal

1. Besaran-besaran dinamika : momentum, tenaga kinetik, momentum sudut.

2. Hukum-hukum Newton ( ) ( ) ( )

Universias Gadjah Mada 3

3. Kekekalan momentum

4. Usaha, Kekekalan Tenaga, Prinsip Usaha Tenaga.

C. Getaran

1. Getaran Selaras

2. Getaran Teredarn

3. Getaran Terpaksa

D. Gerak dalam Medan Gaya Sentral

1. Hukum-hukum Keppler

2. Hamburan , tanpang lintang

E. Kerangka Acuan Non-Intersial

1. Kerangka acuan dipercepat translasi

2. Kerangka acuan dirotasi

F. Sistem, Banyak Partikel

1. Pusat Massa

2. Gerak Pusat Massa

3. Momentum

4. Tenaga Kinetik

5. Momentum Sudut

6. Massa Tereduksi(sistern dua benda)

VIII. Outcome Pembelajaran

A. Kinematika

1. Mahasiswa memahami konsep dan/atau definisi besaran-besaran kinematika

secara fisik maupun matematik.

2. Mahasiswa mengerti perbedaan penyajian vektor-vektor kecepatan dalam

komponen-komponen antara sistern koordinat kartesius dan sistem koordinat

polar.

B. Dinamika Partikel

1. Mahasiswa memaharni pengertian besaran-besaran dinarnika.

2. Mahasiswa mcngetahui hokum-hukum (gerak) Newton dan mengelaborasinya

untuk berbagai jenis gaya yang bekerja pada benda/partikel.

Universias Gadjah Mada 4

3. Mahasiswa memahami konsep hukurn kekekalan momentum dan mampu

mengelaborasi pada sistem-sistem bebas.

4. Mahasiswa mernaharni konsep usaha dan rnengetahui hubungan antara usaha

yang dilakukan oleh gaya dengan tenaga benda/sistem.

C. Getaran

1. Mahasiswa mengetahui perbedaan antara jenis-jenis getaran.

2. Mahasiswa mengerti faktor-faktor yang menentukan jenis getaran.

3. Mahasiswa memahami penyajian berbagai jenis getaran dalam bentuk

Persarnaan Differensial maupun Persarnaan Fungsional

D. Gerak dalam Medan Gaya Sentral

1. Mahasiswa memahami adanya gaya sentral.

2. Mahasiswa mengerti secara fisis hukum-hukum Keppler.

3. Mahasiswa memaharni terjadinya peristiwa hamburan, kaitanya dengan gaya

sentral.

4. Mahasiswa mengerti konsep tampang lintang.

E. Kerangka Acuan Non-Inersial

1. Mahasiswa mengerti perbedaan antara sistem inersial dan non-inersial.

2. Mahasiswa memahami adanya gaya-gaya semu/fantasi dalarn kerangka acuan

non-inersial.

3. Mahasiswa mengetahui sifat ke-non-inersial-an kerangka acuan yang dipercepat

translasi maupun yang dirotasi.

F. Sistem Banyak Partikel

1. Mahasiswa memaharni konsep besaran kinernatik dan dinarnika pusat massa

suatu sistem banyak partikel.

2. Mahasiswa memahami pemakaian kerangka acuan pusat massa.

3. Mahasiswa mengerti konsep massa tereduksi dan gerak relatif antara 2 partikel/

benda (two body system).

Universias Gadjah Mada 5

IX. Rencana Kegiatan pembelajaran mingguan.

Minggu ke- Pokok Bahasan Sub-Pokok bahasan

1 Kinematika 1. Sistem-sistern koordinat

2. Vektor posisi;( ) dalam system koordinat

kartesius, polar, bola, dan silinder.

2. Sda 1. Definisi kecepatan ( ) dan percepatan ( )

2. Kecepatan dan percepatan dalam komponen

tangensial dan normal.

3. Komponen-komponen kecepatan dan

percepatan dalam sistem koordinat bola dan

silinder.

3. Dinamika Partikel 1. Konsep/definisi besaran-besaran dinarnik

momentum garis ( ), tenaga kinetik (K) dan

momentum sudut ( ).

2. Hukum kelembaman ( I Newton)

3. Hukurn II Newton (Persamaan differensial

gerak)

4. Sda 1. Gaya ( ) fungsi waktu (t), fungsi kecepatan

dan fungsi posisi satu dimensi(x)

5. Sda 1. Hukum aksi-reaksi (III Newton)

2. Kekekalan momentum

6. Sda 1. Kekekalan momentum(lanjutan)

2. Usaha

7. Sda 1. Tenaga potensial, kekekalan tenaga

2. Prinsip usaha-tenaga

8. Getaran Selaras

(Harmonic Oscillation)

1. Getaran selaras sederhana

2. Getaran selaras teredam

9. Sda 1. Getaran selaras teredarn(lanjutan)

2. Getaran selaras terpaksa

3. Resonansi

10. Gaya Sentral 1. Tenaga potensial dalam medan gaya sentral.

2. Hukum-hukum Keppler.

3. Persarnaan orbit/trayektori

11. Sda 1. Medan sentral kuadrat terbalik

2. Hamburan (gaya tolak kuadrat terbalik)

12. Kerangka acuan non- 1. Kerangka acuan dipercepat

Universias Gadjah Mada 6

inersial 2. Kerangka acuan dirotasi

3. Gaya-gaya semu/fantasi (sentrifugal,corriolis)

13. System Banyak Partikel 1. Vektor posisi pusat massa

2. Kecepatan pusat massa

3. Momentum pusat massa

4. Percepatan pusat massa

5. Tenaga kinetik sistem

6. Momentum sudut sistern

14 Sda 1. Sistem dua benda

2. Keraiigka acuan (gerak) relatif massa

tereduksi.

3. Kerangka acuan pusat massa (sudut

hamburan)

X. Evaluasi

1. Keaktifan, Kuis, Tugas, PR : 20%

2. Ujian Tengah Semester : 40%

3. Ujian Akhir : 40%

XI. Bahan bacaan, acuan/referensi

1. Grant ,R. Fowles (cs), Analytical Mechaninc, Fitth Edition, Saunders College

Publishing

2. Symon,K.R,1980,Mechanics, 3th Edition, Addison Wesley.Publ.Co

3. Roller,D.E. dan R. Blume,1981 : Physics Volume I, Mechanis, Waves and Thermo

Dynamics, Holder-Day

4. Guntur Maruta,2003,Bahan Ajar/Diktat