Fisika Dasar
2 SKS
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
1
Fisika Dasar
2 SKS
Fisika Dasar
Tujuan Perkuliahan:
Setelah mengikuti mata kuliah ini diharapkan mahasiswa mampu menjelaskan pengertian fenomena dan konsep fisika serta menyelesaikan persoalan fisika secara matematis untuk berbagai topik yaitu mekanika, flluida, termodinamika dan fisika modern, sebagai bekal sarjana farmasi
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 3
Kontrak Perkuliahan
Komponen Perkuliahan dan Evaluasi:
Kuliah materi (online)
UTS dan UAS
Quis
Tugas dan Diskusi
UTS dan UAS bersifat buku tertutup, boleh pakai kalkulator
Komposisi Nilai Akhir:
NTS = 0.30 UTS + 0.40 UAS + 0.20 Tugas + 0.10 Kehadiran
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 4
Buku Referensi:
◦ Fisika Jilid 1 (Giancoli)
◦ Fisika Jilid 1 (Tipler )
◦ Fisika Jilid 1 dan 3 ( Haliday Resnic )
◦ Literatur lainnya………..
Tambahan:
◦ Tidak ada tugas susulan atau kuis susulan
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 5
6
No Topik
1 Pendahuluan 2 KInematika 3 Dinamika 4 Energi
5 Hukum Newton 6 Momentum
7 Thermodinamika 8 Fluida statis
9 Fluida dinamis 10 Fisika Modern
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Menafsirkan fisika
Farmasi Fisika merupakan suatu ilmu yang menggabungkan
antara ilmu Fisika dengan ilmu Farmasi.
Fisika mempelajari tentang sifat-sifat fisika
suatu zat baik berupa sifat molekul maupun tentang sifat turunan
suatu zat.
Sedangkan Farmasi menurut Drs. H.
Syamsuni, farmasi adalah ilmu yang mempelajari cara membuat,
mencampur, meracik, memformulasi, menidentifikasi, mengkombinasi, menganalisis, serta menstandarkan obat
dan pengibatan juga sifat-sifat obat beserta pendistribusian dan penggunaannya secara aman.
Gabungkan kedua ilmu tersebut akan menghasilkan suatu sediaan farmasi yang berstandar baik, berefek baik, dan mempunyai kestabilan yang baik pula.
lmu Fisika sangat mendukung dalam memenuhi kestabilan obat yang baik. Pengetahuan mengenai
sifat fisika molekul zat obat merupakan dasar dalam
penyusunan formula sediaan obat karena sifat fisika molekul obat lah yang akan memengaruhi aspek- aspek formulasi zat obat menjadi
sebuah sediaan farmasi yang memenuhi syarat.
Dengan adanya perkembangan teknologi, Farmasi Fisika juga
dituntut berkembang, bukan hanya mempelajari teknologi
farmasetis, tetapi juga
mempelajari bagaimana sistem penghantaran bekerja dan memberi respons terhadap pasien. Misalnya, teknologi penghantaran obat molekuler,
skala nan, dan mikroskopik.
APA KAITAN FISIKA DENGAN TEKNOLOGI FARMASI?
Ilmu Farmasi Fisika
menjelaskan pengetahuan dasar farmasi dan membantu seorang farmacist untuk
usahanya . Memprediksi hubungan antara kelarutan, kecepatan disolusi, stabilitas, ketercampuran bahan
dengan mutu suatu produk obat.
LANJUTAN
Misalnya, pelepasan obat dari sediaan tablet konvensional tergantung pada
kekerasan, porositas, dan sifat permukaan tablet yang akan memfasilitasi masuknya air ke dalam
tablet sehingga tablet bisa pecah.
Proses melarutnya zat aktif yang sudah lepas dari tablet dipengaruhi
oleh isfat-sifat fisika-kimia.
Dengan penerapan ilmu farmasi fisika, dapat ditetapkan beberapa point : 1. Pengukuran kadar zat aktif dengan
menggunakan alat spektrofotometer.
2. Pengujian partikel zat berupa ukuran partikel dalam pembuatan tablet.
3. Waktu kadaluarsa berdasarkan hasil uji pada berbagai kondisi.
4. Mempelajari kestabilan fisika dalam farmasi.
LANJUTAN
1.) Alat Andreasen
satu alat yang berdasarkan pada prinsip sedimentasi dalam penentuan ukuran partikel .
2.) Piknometer
Suatu alat yang dapat digunakan untuk mengukur kerapatan sebenarnya dari sebuah benda padatan dan benda cair.
3.) Hidrometer
Merupakan suatu alat untuk mengukur kerapatan sebenarnya dari zat cair.
LANJUTAN
Kenapa fisika harus di pelajari di
farmasi ?
Ilmu farmasi = ilmu tentang obat yang mempelajari cara membuat,
memformulasikan senyawa obat menjadi sediaan jadi yang dapat beredar di
pasaran.
Ilmu fisika = Mempelajari sifa-sifat fisika suatu zat, baik berupa molekul maupun tentang Sifat turunan suatu zat.
Terus apa hubungannya fisika dan farmasi?
Dapat dilihat dari pengertian ilmu farmasi sendiri bahwa ilmu farmasi memformulasikan senyawa obat menjadi sebuah sediaan jadi, dan pasti senyawa obat memiliki sifat-sifat fisika yang berbeda antara satu dengan yang liannya, dan sifat fisika ini sangat mempengaruhi cara pembuatan dan cara formulasi sediaan obat, yang pada akhirnya akan mempengaruhi efek obat serta kestabilan dari sebuah sediaan obat.
Sebagian sifat-sifat fisika dari suatu senyawa mencakup massa jenis,
Kelarutan, titik lebur, titik didih, pH, dan lain-lain.
Sifat-sifat fisika ini akan menentukan kemurnian dari suatu zat yang dijadikan obat, jadi murni atau tidaknya suatu zat dapat diketahui dari mengukur sifat-sifat fisika tersebut, selain itu juga sifat-sifat fisika dapat mengiring farmasis dalam
memformulasikan suatu zat yang baik dapat atau tidak dapat di buat menjadi sebuah sediaan yang akhirnya akan menghasilkan suatu sediaan farmasi yang bermutu dan berefek.
1. Waktu kadaluarsa berdasarkan uji sediaan pada berbagai kondisi.
2. Mengukur kadar zat aktif dengan menggunakan instrumen.
3. Pengukuran partikel zat berupa ukuran partikel dalam pembuatan tablet.
4. Pengujian sifat molekul zat obat agar memastikan kemurnian senyawa.
5. Mempelajari sifat-sifat dan zat aktif bahan pembantu agar dapat menjadi suatu sediaan farmasi yang aman dan
berkualitas.
6. Pengujian obat.
Melalui ilmu fisika seorang farmasis juga dapat menerapkan beberapa hal yaitu:
Fisika Framasi
Farmasi Fisika adalah kajian atau cabang ilmu hubungan antara fisika (sifat-sifat Fisika) dengan kefarmasian (sediaan Farmasi, farmakokinetik, serta
farmakodinamiknya) yang mempelajari tentang analisis kualitatif serta kuantitatif senyawa organik dan anorganik yang berhubungan dengan sifat fisikanya serta
menganalisis pembuatan dan pengujian hasil akhir dari sediaan obat
3
HUBUNGAN ILMU FARMASI DENGAN ILMU FISIKA
Ilmu Farmasi erat hubungannya dengan ilmu fisika yaitu senyawa obat memiliki sifat fisika yang berbeda antara yang satu dengan yang lainnya. Sifat-sifat fisika dari suatu senyawa obat mencakup:
Massa jenis
Momen dipol Rotasi optik
Indeks bias
Konstanta dielektrikum Kelarutan
ph
Titik lebur & Titik didih
4
1. Farmasi Fisika mempelajari sifat-sifat zat aktif dan excipient (bahan pembantu) agar dapat dikombinasikan sehingga menjadi suatu sediaan farmasi yang aman, berkhasiat, dan berkualitas.
2. Farmasi Fisika mempelajari cara pengujian sifat molekul zat obat agar memastikan tingkat kemurnian senyawa tersebut, sehingga senyawa yang akan diformulasi, benarbenar dipastikan asli dan murni serta memenuhi standar dan syarat.
3. Farmasi Fisika mempelajari kestabilan fisis meliputi kinetika kimia sediaan farmasi yang akan beredar di pasaran. Hal ini memastikan agar sediaan tersebut dapat bertahan lama dalam jangka waktu tertentu, tanpa mengubah keefektifan efek zat tersebut. Melalui penerapan ilmu farmasi fisika, dapat ditetapkan beberapa point yaitu:
PERANAN ILMU FARMASI FISIKA
Waktu kadaluarsa berdasarkan hasil uji sediaan pada berbagai kondisi dalam ilmu kinetika kimia.
Pengukuran kadar zat aktif dengan
menggunakan alat spektrofotometer.
Pengujian partikel zat berupa ukuran partikel dalam pembuatan tablet
5
Hubungan antara farmasi dan fisika ambil contoh saja yaitu “KOLOID”
2
4 3
1
Penggunaan koloid dalam
farmasi
Sifat Optik dari Koloid
Penyerapan cahaya
Stabilitas Koloid Tipe dan gerakan
koloid
6
HUBUNGAN FISIKA DENGAN FARMASI
Ilmu Farmasi erat hubungannya dengan ilmu fisika yaitu senyawa obat memiliki sifat fisika yang berbeda antara yang satu dengan yang lainnya
Memengaruhi cara pembuatan dan cara formulasi sediaan obat
Memengaruhi efek pengobatan dari obat serta kestabilan dari sebuah sediaan obat.
Menentukan kemurnian dari suatu zat yang akan dijadikan obat.
Mengiring seorang farmasis dalam memformulasi suatu zat baik yang dapat maupun tidak dapat dibuat menjadi sebuah sediaan.
Sifat-sifat fisika dari suatu senyawa obat
dll
ketika sudah menjadi sediaan obat
Ilmu Farmasi Fisika sangat penting adanya dalam dunia kefarmasian :
mempelajari sifat fisika dari berbagai zat yang digunakan untuk membuat sediaan obat
juga meliputi evaluasi akhir dari sediaan obat tersebut sehingga mampu membuat obat yang sesuai standar, aman, dan stabil hingga sampai ke tangan pasien
Farmasi Fisika mempelajari :
sifat-sifat zat aktif dan excipient (bahan pembantu) agar dapat dikombinasikan sehingga menjadi suatu sediaan farmasi yang aman,
berkhasiat, dan berkualitas.
Farmasi Fisika mempelajari bagaimana senyawa tersebut dibantu kelarutannya, misalnya :
Penambahan zat penambah kelarutan
(disebut kosolven) seperti surfaktan berupa tween dan
span, gliserin, dll
Pemilihan zat dalam bentuk turunannya berupa garam misalnya zat dalam bentuk basenya
Kelarutan dibantu dengan adanya reaksi
kompleksometri
senyawa dapat diformulasi dalam bentuk sediaan yang
diperuntukkan bagi zat-zat yang tidak dapat larut yaitu
berupa sediaan suspensi.
Pengujian tersebut meliputi :
pengukuran indeks bias menggunakan refraktometer
rotasi optik dengan menggunakan
polarimeter
massa jenis dengan menggunakan
piknometer
viskositas cairan dengan menggunakan
viskometer, dan lain-lain.
Penerapan Ilmu Farmasi Fisika, Dapat Ditetapkan Beberapa Point
Waktu kadaluarsa berdasarkan hasil uji sediaan pada berbagai kondisi dalam ilmu kinetika kimia
Pengujian partikel zat berupa ukuran partikel dalam pembuatan tablet.
Pengukuran kadar zat aktif dengan menggunakan alat spektrofotometer.
01
02
03
Farmasi Fisika mempelajari :
kestabilan fisis meliputi kinetika kimia sediaan farmasi yang
akan beredar di pasaran. Hal ini memastikan agar sediaan tersebut dapat
bertahan lama dalam jangka waktu tertentu, tanpa mengubah keefektifan efek zat tersebut.
Kesimpulan
7Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 31
32
PENDAHULUAN
BESARAN, SISTEM SATUAN, dan ANGKA PENTING
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Angka Penting Angka penting
Definisi : sebagai angka yang diperoleh dari hasil pengukuran.
Contoh :
pengukuran dengan mistar 25 mm mempunyai dua angka penting
pengukuran dengan jangka sorong 6,76 cm mempunyai 3 angka penting
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 33
Agar tidak terjadi salah pengertian, perhatikan aturan penulisan di bawah ini.
1. Semua angka bukan nol adalah angka penting Contoh : 156,589 mempunyai 6 angka pentin
2. Angka nol yang terletak antara angka-angka bukan nol adalah angka angka penting
Contoh : 1,0008 mempunyai 5 angka penting
3. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka penting kecuali ada penjelasan tambahan
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 34
4. Angka nol dibelakang koma adalah angka penting Contoh: 1,000 mempunyai 4 angka penting
5. Angka nol yang terletak disebelah kiri angka bukan nol bukan angka penting
contoh : 0,0004 mempunyai 1 angka penting; 0,004000 mempunyai 4 angka penting
Bilangan penting dan bilangan Eksak
Bilangan eksak adalah bilangan yang pasti, yang tidak diragukan lagi.
Misalnya bila kita menghitung jumlah siswa di dalam suatu kelas adalah 50 orang. Jumlah mahasiswa ini termasuk bilangan eksak yang sudah pasti.
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 35
Aturan - aturan penulisan angka penting
1. Pembulatan
Untuk angka yang lebih dari lima dibulatkan ke atas dan bila kurang dari lima dibulatkan ke bawah. Bila angka yang mau dibulatkan sama dengan 5, maka harus
diperhatikan angka sebelumnya. Jika angka sebelumnya ganjil maka dibulatkan ke atas dan dibulatkan ke bawah bila angka sebelumnya genap.
2. Pada pembagian dan perkalian angka pentingnya sama dengan banyaknya angka penting dari bilangan yang mempunyai angka penting paling sedikit.
Contoh : 75,45 (empat angka penting) x 3,42 (mempunyai 3 angka penting) = 258,039 = 258 (mempunyai 3 angka penting)
3. Hasil pengurangan dan penambahan dari bilangan-bilangan yang mempunyai angka penting, susuai angka dibelakang koma yang paling sedikit.
Contoh : 120,1 (1 angka dibelakang koma) + 2,00 (2 angka dibelakang koma) + 0,356 (tiga angka dibelakang koma) = 122,456 = 122,5 (satu angka dibelakang koma)
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 36
4. Hasil pembagian atau perkalian antara bilangan penting dengan bilangan eksak akan memiliki angka penting sesuai dengan angka penting yang dimiliki bilangan penting itu.
Contoh : Tebal sebuah batu bata 8,89 cm (tiga angka penting). Bila ada 15 batu disusun, maka tingginya menjadi 15 x 8,89 = 133,35 = 133 (tiga angka penting)
5.Hasil memangkatkan suatu bilangan penting, banyak angka penting sama dengan bilangan penting yang dipangkatkan.
Contoh : (2,3)3 = 12,167 = 12 (bilangan yang dipangkatkan mempunyai 2 angka penting, oleh karena itu hasil perpangkatan tersebut harus mempunyai angka penting sebanyak 2)
6. Hasil menarik akar dari suatu bilangan penting harus memiliki banyak angka penting yang sama dengan bilangan yang diakarkan.
Contoh: 250 = 15,81 = 15,8 (karena yang diakarka mempunyai tiga angka penting, maka hasil akarnya juga harus mempunyai tiga angka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 37
SEKIAN
TERIMA KASIH
Besaran
BESARAN DAN SATUAN
➢ Besaran
:Sesuatu yang dapat diukur → dinyatakan dengan angka (kuantitatif) Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, dll.
➢ Mengukur
:Membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.
contoh : panjang jalan 10 km
Besaran Fisika baru terdefenisi jika : ▪ ada nilainya (besarnya)
▪ ada satuannya
nilai
satuan
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 40
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
➢ Satuan :
Ukuran dari suatu besaran ditetapkan sebagai satuan.
Contoh :
➢ Sistem satuan
: ada 2 macam1. Sistem Metrik : a. mks (meter, kilogram, sekon) b. cgs (centimeter, gram, sekon) 2. Sistem Non metrik (sistem British)
➢ Sistem Internasional (SI)
Sistem satuan mks yang telah disempurnakan → yang paling banyak dipakai sekarang ini.
Dalam SI :
Ada 7 besaran pokok berdimensi dan 2 besaran pokok tak berdimensi
▪ meter, kilometer → satuan panjang
▪ detik, menit, jam → satuan waktu
▪ gram, kilogram → satuan massa
▪ dll.
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 42
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 44
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 45
Faktor Pengali dalam SI
NO Faktor Nama Simbol
1 10 -18 atto a
2 10 -15 femto f
3 10 -12 piko p
4 10 -9 nano n
5 10 -6 mikro μ
6 10 -3 mili m
7 10 3 kilo K
8 10 6 mega M
9 10 9 giga G
10 10 12 tera T
46 Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
➢Dimensi
Cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok.
48
➢
Besaran Turunan
Besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
1. Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran
2. Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan - Metode penjabaran dimensi :
1. Dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiri 2. Setiap suku berdimensi sama
- Guna Dimensi :
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Besaran Turunan dan Dimensi
NO Besaran Pokok Rumus Dimensi
1 Luas panjang x lebar [L]2
2 Volume panjang x lebar x tinggi [L]3
3 Massa Jenis [m] [L]-3
4 Kecepatan [L] [T]-1
5 Percepatan
[L] [T]-2
6 Gaya massa x percepatan [M] [L] [T]-2
7 Usaha dan Energi gaya x perpindahan [M] [L]2 [T]-2 8 Impuls dan Momentum gaya x waktu [M] [L] [T]-1
50
massa volume perpindahan
waktu kecepatan
waktu
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Contoh :
a. Tidak menggunakan nama khusus
NO Besaran Satuan Lambang
1 Gaya Newton N
2 Energi Joule J
3 Daya Watt W
4 Frekuensi Hertz Hz
NO Besaran Satuan
1 Kecepatan meter/detik
2 Luas meter 2
51
b. Mempunyai nama khusus
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
NO Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi
1 Panjang Meter m L
2 Massa Kilogram kg M
3 Waktu Sekon s T
4 Arus Listrik Ampere A I
5 Suhu Kelvin K θ
6 Intensitas Cahaya Candela cd j
7 Jumlah Zat Mole mol N
NO Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi
1 Sudut Datar Radian rad -
2 Sudut Ruang Steradian sr -
52
7 Besaran Pokok dalam Sistem internasional (SI)
Besaran Pokok Tak Berdimensi
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
1. Tentukan dimensi dan satuannya dalam SI untuk besaran turunan berikut : a. Gaya
b. Berat Jenis c. Tekanan d. Usaha e. Daya Jawab :
b. Berat Jenis = = =
= MLT-2(L-3)
= ML-2T-2satuan kgm-2 berat
volume
Gaya Volume
MLT -2 L3 a. Gaya = massa x percepatan
= M x LT -2
= MLT -2 satuan kgms-2
c. Tekanan = = = MLT gaya -2 satuan kgm-1s-1 luas
MLT -2 L2
d. Usaha = gaya x jarak = MLT -2 x L = ML 2T -2 satuan kgm-2s-2
e. Daya = = = ML usaha 2T -1satuan kgm-2s-1 waktu
ML 2 T -2 T
Contoh Soal
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 53
2. Buktikan besaran-besaran berikut adalah identik : a. Energi Potensial dan Energi Kinetik
b. Usaha/Energi dan Kalor Jawab :
a. Energi Potensial : Ep = mgh
Energi potensial = massa x gravitasi x tinggi
= M x LT-2x L = ML2T-2 Energi Kinetik : Ek = ½ mv2
Energi Kinetik = ½ x massa x kecepatan2
= M x (LT-1) 2
= ML2T-2
Keduanya (Ep dan Ek) mempunyai dimensi yang sama → keduanya identik
b. Usaha = ML2T-2 Energi = ML2T-2
Kalor = 0.24 x energi = ML2T-2
Ketiganya memiliki dimensi yang sama → identik
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka 54
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Vektor
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka
Farmasi Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka