Selamat Datang Di Perkuliahan. Fisika Umum (MA 301) UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(1)

Selamat Datang Di Perkuliahan

Fisika Umum (MA 301)

Fakultas Pendidikan Matematika dan Fakultas Pendidikan Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Ilmu Pengetahuan Alam

Fisika Umum (MA 301)

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

Fisika Umum (MA 301) Fisika Umum (MA 301)

Silabus

Pendahuluan

Pengukuran dan Satuan

Topik hari ini (minggu 1)

Pendahuluan

Pengukuran dan Satuan

* Sistem Pengukuran

* Analisis Dimensi

* Konversi Satuan

* Ketidakpastian Pengukuran

(3)

Silabus Silabus

Identitas Mata Kuliah

Nama/Kode : Fisika Umum/MA 301 Jumlah SKS : 3 SKS

Semester : 1

Kelompok : MKKF Status : Wajib Status : Wajib

Program Studi : Semua program studi di FPMIPA UPI/ S-1 Prasyarat : -

Dosen : Drs. Hikmat, M.Si (Fisika)

Drs. Harun Imansyah, M.Si (Biologi) Yuyu Rahmat Tayubi, M.Si (Kimia)

Drs. Purwanto M A, M.Si (Ilmu Komputer)

Endi Suhendi, M.Si (Matematika)

(4)

Silabus (lanjutan) Silabus (lanjutan)

Tujuan

Selesai mengikuti perkuliahan ini, mahasiswa diharapkan menguasai pengetahuan fisika umum secara komprehensif, serta dapat mengembangkan dan mengaplikasikannya

untuk mempelajari pengetahuan rumpun matematika dan ilmu pengetahuan alam.

Materi perkuliahan

Pengukuran, mekanika, sifat-sifat materi, panas, bunyi, kelistrikan dan kemagnetan, optik, fisika atom dan nuklir, dan relativitas

Pembelajaran Evaluasi

Metode : Ekspositori (Ceramah, diskusi) Tugas

Pendekatan : Inkuiri UTS

Tugas : Individu UAS

Media : LCD

Buku Utama

Paul G. Hewitt, 1993, Conceptual Physics, 7

^th

edition, Harper Collins College Publisher, San Fransisco

Referensi

Buku-Buku Fisika Dasar (Tipler, Halliday & Resnick, Giancoli, Sutrisno, dll)

(5)

I. I. Pendahuluan Pendahuluan

o

o Fundamental Sains Fundamental Sains

o

o Dibagi dalam lima bidang utama Dibagi dalam lima bidang utama

Fisika

o

o Dibagi dalam lima bidang utama Dibagi dalam lima bidang utama

-- Mekanika (Klasik) Mekanika (Klasik) -- Termodinamika Termodinamika -- Elektromagnetik Elektromagnetik -- Relativitas Relativitas

-- Kuantum Kuantum

(6)

1. Pengukuran 1. Pengukuran

► ► Dasar pengujian suatu teori dalam sains Dasar pengujian suatu teori dalam sains

► ► Perlu memiliki sistem satuan yang konsisten Perlu memiliki sistem satuan yang konsisten

► ► Adanya Ketidakpastian Adanya Ketidakpastian

Perlu aturan yang disepakati tentang Perlu aturan yang disepakati tentang

► ► Perlu aturan yang disepakati tentang Perlu aturan yang disepakati tentang ketidakpastian

ketidakpastian

(7)

Sistem Pengukuran Sistem Pengukuran

►

Sistem Standar Sistem Standar

--

Disetujui oleh yang berwenang, biasanya pemerintah Disetujui oleh yang berwenang, biasanya pemerintah

►

Sistem Internasional Sistem Internasional

--

Disepakati oleh komite internasional pada tahun 1960 Disepakati oleh komite internasional pada tahun 1960

--

Dinamakan juga Dinamakan juga mks mks

--

Dinamakan juga Dinamakan juga mks mks

--

Digunakan dalam kuliah ini Digunakan dalam kuliah ini

►

Sistem Gaussian Sistem Gaussian

-- Dinamakan Dinamakan cgs cgs

►

Kebiasaan di USA & UK Kebiasaan di USA & UK

-- inci (inches), kaki (foot), mil (miles), pon (pounds/slugs), dll inci (inches), kaki (foot), mil (miles), pon (pounds/slugs), dll

(8)

Kuantitas Dasar & Dimensinya Kuantitas Dasar & Dimensinya

► ► Panjang (L) Panjang (L)

► ► Massa (M) Massa (M)

► ► Waktu (T) Waktu (T)

(9)

Panjang Panjang

► ► Satuan Satuan

-- SI : meter (m) SI : meter (m)

-- cgs : centimeter (cm) cgs : centimeter (cm) -- USA & UK : foot (ft) USA & UK : foot (ft) -- USA & UK : foot (ft) USA & UK : foot (ft)

► ► Satu Satu meter meter didefinisikan didefinisikan sebagai sebagai jarak jarak yang yang ditempuh

ditempuh cahaya cahaya dalam dalam vakum vakum selama selama selang selang waktu

waktu sekon sekon

► ► Laju cahaya dalam vakum? Laju cahaya dalam vakum?

458 .

792 .

299

1

(10)

Panjang (lanjutan) Panjang (lanjutan)

Jarak

Jarak Panjang Panjang (m) (m) Radius alam semesta teramati

Radius alam semesta teramati 1 x 10 1 x 10

²⁶²⁶

Ke galaksi Andromeda

Ke galaksi Andromeda 2 x 10 2 x 10

²²²²

Ke bintang terdekat

Ke bintang terdekat 4 x 10 4 x 10

¹⁶¹⁶

Bumi

Bumi -- Matahari Matahari 1.5 x 10 1.5 x 10

¹¹¹¹

Bumi

Bumi -- Matahari Matahari 1.5 x 10 1.5 x 10

¹¹¹¹

Radius Bumi Radius Bumi

Lapangan Sepakbola

Lapangan Sepakbola 1.0 x 10 1.0 x 10

²²

Tinggi Orang

Tinggi Orang 2 x 10 2 x 10

⁰⁰

Ketebalan kertas

Ketebalan kertas 1 x 10 1 x 10

^--4⁴ Panjang gelombang cahaya biru

Panjang gelombang cahaya biru 4 x 104 x 10^--7⁷

Diameter atom hidrogen

Diameter atom hidrogen 1 x 10 1 x 10

^--10¹⁰

Diameter proton

Diameter proton 1 x 10 1 x 10

^--15¹⁵ 6.4 x 10⁶

(11)

Massa Massa

►

Satuan Satuan

-- SI : kilogram (kg) SI : kilogram (kg) -- cgs : gram (g) cgs : gram (g)

-- USA & UK : pon, slugs USA & UK : pon, slugs -- USA & UK : pon, slugs USA & UK : pon, slugs

►

Satu Satu kilogram kilogram didefinisikan didefinisikan sebagai sebagai massa

massa silinder silinder campuran campuran platinum platinum iridium

iridium khusus khusus yang yang dijaga dijaga tetap tetap di di badan

badan pengukuran pengukuran internasional internasional Sevres

Sevres Prancis Prancis

Mengapa silinder ditutup rapat oleh dua kubah kaca?

(12)

Massa (lanjutan) Massa (lanjutan)

Objek

Objek Massa (kg) Massa (kg)

Alam semesta teramati

Alam semesta teramati ~ 10 ~ 10

⁵²⁵²

Galaksi Milky Way

Galaksi Milky Way 7 x 10 7 x 10

⁴¹⁴¹

Matahari

Matahari 2 x 10 2 x 10

³⁰³⁰

Bumi

Bumi 6 x 10 6 x 10

²⁴²⁴

Boeing 747

Boeing 747 4 x 10 4 x 10

⁵⁵

Boeing 747

Boeing 747 4 x 10 4 x 10

⁵⁵

Mobil

Mobil 1 x 10 1 x 10

³³

Mahasiswa

Mahasiswa 7 x 10 7 x 10

¹¹

Partikel debu

Partikel debu 1 x 10 1 x 10

^--9⁹

Bakteri

Bakteri 1 x 10 1 x 10

^--15¹⁵

Proton

Proton 2 x 10 2 x 10

^--27²⁷

Elektron

Elektron 9 x 10 9 x 10

^--31³¹

(13)

Waktu Waktu

► ► Satuan Satuan

-- Sekon (detik), semua sistem Sekon (detik), semua sistem

► ► Satu Satu sekon sekon didefinisikan didefinisikan sebagai sebagai 9 9 192 192 631 631 700 700 x x

► ► Satu Satu sekon sekon didefinisikan didefinisikan sebagai sebagai 9 9 192 192 631 631 700 700 x x prioda

prioda radiasi radiasi dari dari sebuah sebuah atom atom cesium cesium

(14)

Waktu (lanjutan) Waktu (lanjutan)

Interval

Interval Waktu Waktu (s) (s) Umur alam semesta

Umur alam semesta 5 x 10 5 x 10

¹⁷¹⁷

Umur Grand Canyon

Umur Grand Canyon 3 x 10 3 x 10

¹⁴¹⁴

Rata

Rata--rata umur mahasiswa rata umur mahasiswa 6.3 x 10 6.3 x 10

⁸⁸

Satu tahun

Satu tahun Satu tahun Satu tahun Satu jam Satu jam

Cahaya dari bumi ke bulan

Cahaya dari bumi ke bulan 1.3 x 10 1.3 x 10

⁰⁰

Satu siklus senar gitar

Satu siklus senar gitar 2 x 10 2 x 10

^--3³

Satu siklus gelombang radio FM

Satu siklus gelombang radio FM 6 x 10 6 x 10

^--8⁸

Cahaya mengelilingi proton

Cahaya mengelilingi proton 1 x 10 1 x 10

^--24²⁴

3.2 x 10⁷ 3.6 x 10³

(15)

Notasi Ilmiah Notasi Ilmiah

Bilangan besar:

10 10

⁰⁰

= 1 = 1

10 10

¹¹

= 10 = 10

10 10

²²

= 100 = 100

… dll … dll

Bilangan kecil:

•• 10 10

^--1¹

= 0.1 = 0.1

•• 10 10

^--2²

= 0.01 = 0.01

•• 10 10

^--3³

= 0.001 = 0.001

•• … dll … dll

… dll … dll •• … dll … dll

Contoh Contoh

►

Laju cahaya dalam vakum Laju cahaya dalam vakum c

c ≈≈ 300 000 000 m/s 300 000 000 m/s c

c ≈≈ 3.0 x 3.0 x 10 10

⁸⁸

m/s m/s

►

Massa nyamuk Massa nyamuk m

m ≈≈ 0.00001 kg 0.00001 kg m

m ≈≈ 10 10

^--5⁵

kg kg

(16)

Penamaan untuk pangkat dari 10 Penamaan untuk pangkat dari 10

Pangkat

Pangkat Nama SimbolNama Simbol

10^-18 atto a

10^-15 femto f

10

^-12

pico p

10^-9 nano n

µ

10^-6 micro µ

10

^-3

milli m

10

³

kilo k

10⁶ mega M

10⁹ giga G

10

¹²

tera T

10

¹⁵

peta P

10¹⁸ exa E

(17)

2. Analisis Dimensi 2. Analisis Dimensi

► ► Dimensi menyatakan sifat fisis dari suatu Dimensi menyatakan sifat fisis dari suatu kuantitas

kuantitas

► ► Teknik untuk mengoreksi suatu persamaan Teknik untuk mengoreksi suatu persamaan

► ► Dimensi (panjang, massa, waktu & Dimensi (panjang, massa, waktu &

kombinasinya) dapat dperlakukan sebagai kombinasinya) dapat dperlakukan sebagai kuantitas aljabar

kuantitas aljabar

-- jumlah, kurang, kali, bagi jumlah, kurang, kali, bagi

-- penjumlahan dan pengurangan hanya untuk penjumlahan dan pengurangan hanya untuk satuan yang sama

satuan yang sama

(18)

Analisis Dimensi (lanjutan) Analisis Dimensi (lanjutan)

Dimensi kuantitas yang biasa digunakan:

Panjang

Panjang L L m (SI) m (SI)

Luas

Luas L L

²²

m m

²²

(SI) (SI) Volume

Volume L L

³³

m m

³³

(SI) (SI) Kecepatan (laju)

Kecepatan (laju) L/T L/T m/s (SI) m/s (SI) Percepatan

Percepatan L/T L/T

²²

m/s m/s

²²

(SI) (SI)

Contoh Analisis dimensi Contoh Analisis dimensi

Jarak = kecepatan

Jarak = kecepatan •• waktu waktu L = (L/T)

L = (L/T) •• T T

(19)

3. Konversi Satuan 3. Konversi Satuan

► ► Ketika Ketika satuan satuan tidak tidak cocok, cocok, konversikan konversikan sehingga

sehingga satuannya satuannya cocok cocok (sama) (sama)

► ► Satuan Satuan dapat dapat diperlakukan diperlakukan seperti seperti kuantitas kuantitas aljabar

aljabar aljabar aljabar Contoh 1.

Contoh 1.

(20)

Gunakan konversi berikut Gunakan konversi berikut 1 inci

1 inci = 2.54 cm = 2.54 cm 1 m

1 m = 3.28 ft = 3.28 ft 1 mil

1 mil = 5280 ft = 5280 ft 1 mil

1 mil = 1.61 km = 1.61 km

Contoh 2.

Berapa m/s kah satu mil/jam !

1 mil

1 mil = 1.61 km = 1.61 km

Jawab

s m 2 1 s

447 m .

s 0 3600

jam 1

ft 28 . 3

m 1 mil

ft 5280 jam

mil 1

jam

1 mil ==== ×××× ×××× ×××× ==== ≈≈≈≈

(21)

4. Ketidakpastian Pengukuran 4. Ketidakpastian Pengukuran

► ► Pada setiap pengukuran selalu muncul Pada setiap pengukuran selalu muncul ketidakpastian

ketidakpastian

► ► Ketidakpastian selalu terbawa dalam Ketidakpastian selalu terbawa dalam perhitungan

perhitungan perhitungan perhitungan

► ► Dibutuhkan cara untuk menghitung Dibutuhkan cara untuk menghitung ketidakpastian

ketidakpastian

► ► Aturan Aturan Angka Penting Angka Penting digunakan sebagai digunakan sebagai pendekatan ketidakpastian hasil

pendekatan ketidakpastian hasil perhitungan

perhitungan

(22)

Angka Penting Angka Penting

►

Jumlah digit yang muncul dalam setiap hasil pengukuran Jumlah digit yang muncul dalam setiap hasil pengukuran atau perhitungan yang masih dapat dipastikan

atau perhitungan yang masih dapat dipastikan

►

Semua digit yang tidak nol adalah angka penting Semua digit yang tidak nol adalah angka penting

►

Nol adalah angka penting ketika: Nol adalah angka penting ketika:

-- diantara digit yang bukan nol diantara digit yang bukan nol

-- setelah koma dan angka penting yang lain setelah koma dan angka penting yang lain

►

Semua digit dalam notasi ilmiah adalah angka penting Semua digit dalam notasi ilmiah adalah angka penting

Contoh Contoh

3.03 3.03

0.0031 0.0031

4.0 x 10 4.0 x 10

¹¹

1.70 x 10 1.70 x 10

²²

1.7000 x 10 1.7000 x 10

²²

3 Angka Penting

2 Angka Penting

3 Angka Penting

5 Angka Penting

(23)

Operasi dengan Angka Penting Operasi dengan Angka Penting

►

Ketika mengalikan atau membagi, hasil yang diperoleh harus Ketika mengalikan atau membagi, hasil yang diperoleh harus memiliki angka penting yang sama dengan salah satu kuantitas memiliki angka penting yang sama dengan salah satu kuantitas (yang dioperasikan) yang memiliki angka penting paling kecil (yang dioperasikan) yang memiliki angka penting paling kecil

►

Untuk penjumlahan atau pengurangan, hasil yang diperoleh Untuk penjumlahan atau pengurangan, hasil yang diperoleh harus memiliki jumlah digit dibelakang koma yang sama

harus memiliki jumlah digit dibelakang koma yang sama harus memiliki jumlah digit dibelakang koma yang sama harus memiliki jumlah digit dibelakang koma yang sama

dengan salah satu kuantitas (yang dioperasikan) yang memiliki dengan salah satu kuantitas (yang dioperasikan) yang memiliki jumlah digit dibelakang koma paling sedikit

jumlah digit dibelakang koma paling sedikit

Contoh Contoh

2 x 3.1 = 2 x 3.1 =

3.1 + 0.004 = 3.1 + 0.004 =

4.0 x 10 4.0 x 10

¹¹

÷÷ 2.04 x 10 2.04 x 10

²²

= = X 10 X 10

^--1¹

6

3.1

1.9

(24)