FISIKA 9/13/2012. Physics for Scientists and Engineers - Serway/Jewett 6 th Ed/7 th Ed. *TUGAS (PR 2 setelah UTS) = 10% *UTS = 30%

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 6^th Ed/7^th Ed

*

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

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)

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

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

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

*

* *

*

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

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.

1 2 o 2 x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,

1 2 o 2

xv t  at

        2 2

L L

L T T

T T  

   

        2 2

L L

L 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

33

Thank You,...