9/13/2012

1

Tim Fisika

FISIKA 1. Besaran, Dimensi dan Satuan

2. Besaran Skalar dan Vektor

3. Mekanika Hukum Newton, Statika, Kinematika, Dinamika

4. Fluida

5. Fisika Termal

6. Gelombang, Akustik (Mekanik), Optik (Elektromagnetik)

7. Listrik dan Magnet

*

*1. Dewi Maya Maharani, S.TP, M.Sc (DMM)

2. Dimas Firmanda Al Riza, ST, M.Sc (DFA)

*TUGAS (PR 1 – sebelum UTS) = 10%

*UTS = 30%

*TUGAS (PR 2 – setelah UTS) = 10%

*UAS = 30%

*PRAKTIKUM = 20%

Physics for Scientists and Engineers - Serway/Jewett 6th Ed/7th Ed

*

9/13/2012

2

BESARAN, DIMENSI & SATUAN

(Quantities, Dimension & Units)

*

*Sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dalam nilai satuan-

satuan tertentu.

*Misalnya: mengukur panjang sebuah meja. Panjang disebut

besaran dapat diukur.

Fisika:

Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan) fenomena alam yang menjadi objek pengamatan.

Bagaimana Cara Mendeskripsikan Objek ?

Coba deskripsikan gajah ini !!

Deskripsi Kualitatif

Gadingnya : Panjang Lebih tinggi daripada orang Tenaganya : Kuat

Deskripsi Kuantitatif

Tinggi : 2,5 meter

Massa : 4 Ton

Panjang : 5 meter

Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar

Warnanya Coklat;

Besaran Non-Fisis

(Tak Terukur)

Besaran Fisis

---> BESARAN

9/13/2012

3

Bagaimana Cara Mendefinisikan suatu Besaran ?

Emas Anak

Timbangan

Dibandingkan dengan anak timbangan

(berapa buah anak timbangan

diperlukan sehingga skala setimbang)

Hasilnya:

Massa emas = 5 kali massa anak timbangan

Massa Emas?

Definisi: Jumlah materi yang

dikandung emas

Berapa? Cara Mengukur?

Panjang Tali?

Definisi: Jarak dari titik paling kiri ke titik paling kanan pada tali

Berapa? Cara Mengukur?

Hasilnya:

Panjang Tali = 2 kali panjang jengkal

Kecepatan rata-rata?

Definisi : Jarak tempuh / waktu tempuh

Dibandingkan dengan jengkal (berapa

kalinya)

Didefinisikan dari

besaran-besaran lain

Ada besaran yang dapat didefinisikan hanya dengan

menggambarkan bagaimana cara mengukurnya.

Massa emas = 5 kali massa anak timbangan

Panjang Meja = 2 kali panjang jengkal

Ada besaran yang dapat didefinisikan dengan cara

menggambarkan bagaimana menghitungnya dari

besaran-besaran lain yang dapat diukur. Kecepatan = Jarak tempuh / waktu tempuh

Besaran Fundamental (Besaran Dasar/Pokok) Besaran yang berdiri sendiri dan tidak diturunkan dari besaran yang lain. Ex: length,

time, mass.

Besaran Turunan Besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Ex. Luas, volum, massa jenis zat.

*

*Sesuatu yang digunakan untuk menyatakan ukuran besaran

*Misalnya : meter (m), kilometer (km), kilogram (kg)

9/13/2012

4

SATUAN

Nilai suatu besaran fisis dinyatakan dengan

Massa (emas) = 5 anak timbangan

Panjang (meja) = 2 jengkal

Satuan panjang yang lain: Spidol, Jengkal, Kaki, …

AKIBATNYA:

- Satuan menjadi terlalu banyak

- Banyak versi

- Tidak Bermanfaat

- Menimbulkan Kekacauan

SEHARUSNYA : - Definisi Yang Sama - Bermanfaat - Diterima Semua Orang

KESEPAKATAN

- Perlu Ditetapkan STANDAR (Disepakati NAMA Dan DEFINISI) - Tidak Semua Besaran Perlu Standar ( Karena Jumlah Besaran

Sangat Banyak ) - Hanya Besaran Dasar Saja Yang Perlu Dibuat Standarnya

- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) - - Internasional Buerau of Weight and Measures -

- Biro Berat dan Ukuran Internasional -

di Sevres Perancis

Siapa yang menetapkan standar & Satuan?

Besaran Waktu

Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa

Misalnya Waktu Siang = sejak matahari terbit hingga matahari tenggelam Waktu hidup = sejak dilahirkan hingga meninggal.

Segala sesuatu yang berulang secara periodik contoh: rotasi bumi, revolusi bumi

Alat Ukur Waktu

Jam Atom (Atomic Clock): 1 detik ≡ waktu yang diperlukan untuk mencapai 9.192.631.770 kali periode osilasi dari atom cesium)

Evolusi Satuan Panjang

1960: 1 meter ≡ jarak antara dua garis pada batang yang terbuat dari campuran platinum-irridium yang disimpan pada kondisi tertentu di BIPM 1 meter ≡ 1.650.763,73 kali panjang cahaya orange-red yang dipancarkan dari lampu krypton-86 (86Kr)

Sejak 1983 1 meter ≡ jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam waktu 1 / 299.792.458 detik.

Dengan definisi terakhir ini maka kecepatan cahaya di ruang hampa

ditetapkan menjadi 299.792.458 m/s

9/13/2012

5

Evolusi Satuan Massa

1 kg = Massa suatu silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di kantor BIPM di kota Sevres, dekat Paris, Perancis.

Sistem satuan yang digunakan ilmuwan diseluruh dunia disebut “The Metric System”.

Pada tahun 1971 ditetapkan 7 Besaran Dasar yang dikenal secara resmi sebagai “International System” atau SI (Le Systéme Internasional d’Unites).

Besaran dan satuan yang digunakan dalam SI *

International System (SI) Sistem Internasional (SI)

Quantities Units Symbol Besaran Satuan Dimensi

mass kilogram kg massa kilogram (kg)

M

length meter m panjang meter (m)

L

time second s waktu detik/ sekon (s)

T

Electric Current ampere A Arus Listrik Ampere (A)

J

Temperature kelvin K Temperatur Kelvin (K)

K

Amount of substance

mole mol Jumlah Zat mol (mol)

N

Light Intensity candela Cd Intensitas Cahaya

Candela (cd)

θ

* Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971

Gaussian System (cgs) Sistem Gaussian

Quantities Units Besaran Satuan

mass gram (g) massa gram

length centimeter (cm) panjang sentimeter

time second (s) waktu detik / sekon

British Engineering System Sistem Inggris

Quantities Units Besaran Satuan

mass slug massa slug

length foot (ft) panjang kaki

time second (s) waktu detik

9/13/2012

6

Soal : Berikut pasangan antara

besaran dan satuannya, yang tidak

tepat adalah:

a. kecepatan meter/detik

b. energi kg m2/s2

c. daya watt

d. gaya kg m/s2

e. momentum Newton meter

Besaran Satuan Dimensi

kecepatan m/s LT-1

Percepatan m/s2 LT-2

Gaya Newton M LT-2

Usaha

Energi

Kalor

Joule (kg m2/s2) M L2 T-2

daya watt M L2 T-3

Tekanan Pascal (N/m2) M L-1 T-2

Potensial Listrik volt M L2 T-3I-1

Hambatan Ohm M L2 T-3I-2

*

*Membandingkan besaran satu dengan besaran

yang lainnya

*

9/13/2012

7

* *

*

Konversi Satuan

Ada beberapa sistem berbeda yang dipakai di dunia Misalnya: SI British

Mengapa diperlukan?

Dimensi objek jauh lebih besar daripada dimensi alat ukur (kurang praktis) Misalnya: mengukur panjang jalan dengan satuan cm

mil <-------> km

cm ----> km

9/13/2012

8

Analisis Dimensi

Besaran-besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan hanya jika

besaran-besaran tersebut mempunyai dimensi yang sama.

Besaran-besaran pada kedua sisi persamaan harus memiliki

dimensi yang sama.

21

2ox v t at

Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?

Persamaan menyatakan jarak (x) yang ditempuh oleh suatu

mobil dalam waktu (t) jika mobil mulai dari kecepatan awal vo

dan bergerak dengan percepatan tetap tetap a.

Analisis dimensi menggunakan fakta bahwa dimensi dapat

diperlakukan sebagai besaran aljabar,

21

2ox v t at

2

2

L LL T T

T T

2

2

L LL T T

T T

L L L

Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama maka persamaan ini benar secara dimensi

Catatan:

Walaupun analisis dimensi

sangat berguna tetapi

mempunyai batasan, yaitu

tidak dapat menjelaskan

konstanta numerik yang ada

dalam persamaan.

Persamaan yang benar

secara analisis dimensi

belum tentu benar secara

fisis.

Penjumlahan dua buah besaran kelajuan 72

km/jam + 30 m/s, salah satu harus dikonversi

satuan dari besaran satu ke satuan besaran lainnya.

Penjumlahan dua buah besaran kelajuan 72 km/jam + 30 m/s, salah satu harus dikonversi satuan dari besaran satu ke satuan besaran lainnya.

Nilai 72 km/jam dapat dikonversi menjadi m/s :

1 km = 1000 m

1 jam = 3.600 s

Maka 72 km/jam = 72.000 m/ 3.600 s

= 20 m/s

Sehingga :

20 m/s + 30 m/s = 50 m/s

9/13/2012

9

33

Thank You,...