Satuan, Besaran & Vektor
-
Author
rahmat-sigalingging -
Category
Documents
-
view
265 -
download
14
Embed Size (px)
description
Transcript of Satuan, Besaran & Vektor


• Besaran Fisis
• Gerak 1D & 2D
• Besaran Fisis
• Gerak 1D & 2D
• Hukum GerakNewton
• Aplikasi HukumNewton
• Hukum GerakNewton
• Aplikasi HukumNewton
• Kerja & Energi
• KekekalanEnergi
• Kerja & Energi
• KekekalanEnergi
• Momentum
• Gerak Rotasi
• Momentum
• Gerak Rotasi
• Gravitasi
• Gerak Periodik
• Gravitasi
• Gerak Periodik
• MekanikaFluida
• Gelombang & Bunyi
• MekanikaFluida
• Gelombang & Bunyi
� Fisika dan Hukum Alam
� Besaran dan Satuan
� Konversi dan Konsistensi Satuan
� Estimasi dan Orde Magnitudo
� Vektor, Penjumlahan Vektor dan Perkalian Vektor

• Besaran Fisis
• Gerak 1D & 2D
• Besaran Fisis
• Gerak 1D & 2D
• Hukum GerakNewton
• Aplikasi HukumNewton
• Hukum GerakNewton
• Aplikasi HukumNewton
• Kerja & Energi
• KekekalanEnergi
• Kerja & Energi
• KekekalanEnergi
• Momentum
• Gerak Rotasi
• Momentum
• Gerak Rotasi
• Gravitasi
• Gerak Periodik
• Gravitasi
• Gerak Periodik
• MekanikaFluida
• Gelombang & Bunyi
• MekanikaFluida
• Gelombang & Bunyi
� Mengenal besaran fundamental mekanika dan
satuannya.
� Menetapkan dengan benar jumlah angka penting
dalam perhitungan.
� Menjelaskan perbedaan antara besaran vektor dan
besaran skalar.
� Menjumlahkan vektor secara grafik.
� Menentukan komponen vektor dan
menggunakannya dalam perhitungan.
� Menyelesaikan dua jenis perkalian vektor.

� 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
• Apakah Fisika?• Apakah Fisika?
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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.
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
Kelajuan Aliran Darah
Darah di aorta manusia dapat mempunyai
kelajuan 35,0 cm/s. Berapakah kelajuan ini
dalam
(a) kaki/s
(b) mil/jam?

• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
Solusi (Uji pemahaman anda dengan mengerjakan perhitungan
seperti yang diindikasikan pada setiap langkah)
Bagian (a)
1. Ubahlah centimeter ke meter dan
kemudian ke kaki:
2. Pertama, ubah centimeter ke mil:
3. Selanjutnya, ubah second ke jam:
Bagian (b)

• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
Insight
Konversi pada bagian (b) tentu saja dapat dilakukan dengan satu
perhitungan jika diinginkan.
Cobalah sendiri !

• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
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 !!
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� Pengukuran besaran fisis tergantung batasan
ketidakpastian (uncertainty) eksperimen
� Nilai ketidakpastian tergantung pada
� Kualitas alat ukur
� Kemampuan si pengukur
� Metode pengukuran
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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 !
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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.
Jumlah angka penting pada jawaban akhir sama
dengan jumlah angka penting besaran fisika yang
paling rendah akurasinya (angka penting terkecil)
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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
Jumlah desimal pada jawaban akhir seharusnya
sama dengan jumlah desimal terkecil komponen
penjumlahan
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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 mPilihan 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
� 1 angka penting
� 2 angka penting
� Tidak jelas: 0 menunjukkan desimal atau
angka penting? Perlu mengetahui
ketelitian pengukuran!
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Vektor• Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor


� Digunakan untuk mengetahui posisi dalam
representasi 3 dimensi
� Posisi Lintang
� Posisi Bujur
� Ketinggian
� Dapat pula untuk mengetahui kecepatan
� Arah dan besar kecepatan
� Terdapat fasilitas penelusuran jejak
� Perjalanan tidak selamanya membentuk garis
lurus dan mendatar
� Kadang berbelok, menanjak dan menurun
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

20
Pergerakkan umumnya tidak dalam satu dimensi
melainkan dalam 2 atau 3 dimensi.
Posisi awalPosis saat ini
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� Tanda panah menunjukkan arah vektor kecepatan
pelari di suatu titik di lintasannya
� Arah vektor kecepatan dapat berubah
21
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

22
Dua kali panjang
panah 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 Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
Monas
UI
r

� Ada dua cara meyimbolkan penulisan vektor:
� Notasi tebal: A
� Notasi “panah” :
24
A =
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

25
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 Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

26
Anda dapat mengukur
vektor resultan dengan
mencari panjangnya, hal
itu sesuai dengan
kecepatan real
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� 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
y
x
(x,y)
θ
r
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� Besar (panjang) r didapatkan dengan theorema
Pithagoras :
� Arah vektor : θθθθ = = = = arctan( y / x )
28
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
ry
x
θθθθ

� 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 koordinat
Cartesian
� [ i, j, k ] menunjukkan
arah sumbu x, y dan z
29
U
û
x
y
z
i
j
k
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor
• Penjumlahan Vektor
• Perkalian Vektor

� Misalkan ada vektor A dan B. Carilah A + B
� Kita dapat menggeser vektor semau kita asalkan
panjang dan arahnya tetap/ tidak berubah.
30
A
B
A B
A B
C = A + B
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor

� Sebuah vektor dapat dinyatakan dalam bentuk komponen-
komponennya.
31
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
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
C
BxA
By
B
Ax
Ay
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor

� Vektor A = {0,2,1}
� Vektor B = {3,0,2}
� Vektor C = {1,-4,2}
� Berapakan vektor resultan, D, dengan
menjumlahkan A + B + C ?
33
(a) {3,5,-1} (b) {4,-2,5} (c) {5,-2,4}
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor

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
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor

35
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
Besar

36
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor

37
• Sifat Dasar Fisika
• Sifat Dasar Fisika
• Besaran dan Satuan
• Besaran dan Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Konversi dan Konsistensi Satuan
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Estimasi dan Orde Magnitudo
• Vektor• Vektor
θθθθskalar