Fisika Dasar

ASSALAMUALAIKUM.WR.WB

INTRODUCE………..

APA SIH FISIKA ITU ??? J

Umumnya dari sebagian mahasiswa kurang atau bahkan tidak menyukai mata kuliah fisika dengan pandangan bahwa pelajaran fisika itu sulit dan seringkali dihindari. Nah, disini kita akan coba membantu untuk mengenali apasih fisika itu bagi yang masih semester awal. Okeee J

JFisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari tentang gejala alam yang terjadi di jagad raya.

JFisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi.

JFisika merupakan ilmu pengetahuan yang didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (Metode Ilmiah).

Ilmu Pengetahuan atau Sains

1.     Suatu sistem untuk memperoleh atau mencari pengetahuan (knowledge) tentang setiap aspek alam semesta (universe) dengan serangkaian cara (metode) tertentu.

2. Ilmu pengetahuan dikelompokkan menjadi dua berdasarkan objek yang diamati yaitu : Ilmu Pengetahuan Alam (Fisika, Kimia, Biologi, Pertanian dll) dan Ilmu Pengetahuan Sosial (Sosiologi, Sejarah, Hukum dll)
3. Ilmu Pengetahuan Alam dikelompokkan menjadi Ilmu Murni (Fisika, Kimia dan Biologi), Ilmu Terapan (Pertanian, Farmasi, Geofisika dll) dan Ilmu Teknik (T.Mesin, T.Sipil, T.Elektronika dll)

a.  ARCHEOLOGY

Pencarian Benda Purbakala à Metode Geofisika

Penentuan Usia à Radio Carbon Dating

b.  PETROLOGY à Struktur Lapisan Bumi (Metode Seismic)

c.   TEKNIK SIPIL à Jembatan (Statika)

d.  Teknik Mesin

 Mesin à  Mekanika, Termodinamika

e.  Teknik Elektro

PLTA (Generator) à Konsep Energi, Induksi Magnet

f.   Kedokteran

Infus (Konsep Tekanan), Rontgen (Sinar-X), Kacamata (Optik)

g.  Pertanian à Pencarian Bibit Unggul (Radiasi)

PERISITIWA ALAM

Perilaku partikel di dalam ruang dari waktu ke waktu, termasuk bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain.

BESARAN FISIKA  DAN SISTEM SATUAN

Pengukuran dilakukan untuk memperoleh Hasil Pengukuran. Untuk itu diperlukan Alat Ukur.

Ada dua komponen penting dalam penyajian Hasil Pengukuran, yaitu “Harga” dan “Satuan”.

Untuk menentukan Harga dan Satuan diperlukan Standar ukuran dan Sistem Satuan. (Terdapat berbagai sistem satuan, baik yang berlaku secara lokal/tradisional maupun internasional).

Untuk membuat alat ukur perlu dilakukan Kalibrasi.  Kalibrasi dilakukan berdasarkan standar ukuran (acuan) dan satuan yang dipakai.

Dalam kehidupan sehari-hari terdapat berbagai  macam sistem satuan dan sistem penyajian harga (angka).

Dalam dunia keilmuan telah disepakati bahwa sistem satuan yang dipakai adalah Sistem Internasional atau SI (Le Systeme International d’Unites) dan penyajian harga digunakan Sistem Matriks (desimal).

Apakah besaran fisika ?

Besaran fisika dapat dijelaskan secara konseptual maupun secara matematis.

1.  Secara konseptual

Terdiri atas :

a.    Besaran pokok yaitu : besaran yang ditetapkan dengan suatu standar ukuran

b.    Besaran turunan yaitu : Besaran yang dirumuskan  dari besaran-besaran pokok

2.  Secara sistematis

Terdiri atas :

a.    Besaran skalar yaitu : hanya memiliki nilai

b.    Besaran vektor yaitu : : memiliki nilai dan arah

Ø  Besaran :

     Sesuatu yang dapat diukur à dinyatakan dengan angka (kuantitatif)

 Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, dll.

 Besaran Fisika baru terdefenisi jika : ada nilainya (besarnya), ada satuannya

Ø  Mengukur :

       Membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.

       contoh : panjang jalan 10 km

Besaran pokok (dalam SI)  dan satuan (dalam SI)                   

1.  Massa (kg)

2.  Panjang (meter)

3.  Waktu (sekon)

4.  Arus listrik (ampere)

5.  Suhu (kelvin)

6.  Jumlah zat (mol)

7.  Intensitas (kandela)

Definisi standar besaran pokok

Ø  Panjang - meter :

           Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekon.

Ø  Massa - kilogram :

           Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.

Ø  Waktu - sekon

           Satu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran) radiasi yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalam transisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yang terdapat pada aras dasar (ground state).

Besaran Turunan

v  Contoh :

F   Kecepatan

•         pergeseran yang dilakukan persatuan waktu

•         satuan : meter per sekon (ms^-1)

F   Percepatan

•         perubahan kecepatan per satuan waktu

•         satuan : meter per sekon kuadrat (ms^-2)

F  Gaya

•         massa kali percepatan

•         satuan : newton (N) = kg m s^-2

Dimensi

Dimensi menyatakan esensi dari suatu besaran fisika yang tidak bergantung pada satuan yang digunakan.

           Jarak antara dua tempat dapat dinyatakan dalam meter, mil, langkah,dll. Apapun satuannya jarak pada dasarnya adalah “panjang”.

Analisa Dimensi

a.    Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.

2. Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.

Pengamatan dapat dilakukan secara langsung pada peristiwa alam ataupun melalui eksperimen. Untuk melakukan eksperimen disusun suatu model dari peristiwa nyata.

Model : Imaginasi ilmuwan tentang peristiwa alam yang dibuat untuk menjelaskan peristiwa alam yang sesungguhnya.

Untuk menjelaskan peristiwa alam dilakukan pengamatan (dan pengukuran). Yang diamati (diukur) adalah suatu besaran fisika.

Dalam eksperimen dilakukan pengukuran sehingga diperoleh kuantitas (hasil pengukuran) yang dapat digunakan untuk menganalisis karakterisitik interaksi antar materi yang teramati.  Untuk menjelaskan karakteristik interaksi antar materi diperlukan teori.  Untuk menyusun teori diperlukan konsep.

Konsep : suatu abtraksi dasar yang tidak dapat dijelaskan akan keberadaannya, walaupun dari sudut pandang besaran fisika dapat didefinisikan dengan jelas.

Teori yang disusun berdasarkan suatu model tertentu dan telah teruji berlaku umum dapat dipandang sebagai Hukum Fisika.

BESARAN SKALAR DAN VEKTOR

• Sifat besaran fisis :  Skalar, Vektor

1.     Besaran Skalar

Besaran yang cukup dinyatakan oleh besarnya saja (besar dinyatakan oleh bilangan dan satuan).

Contoh         : waktu, suhu, volume, laju, energi       Catatan      : skalar tidak tergantung sistem koordinat

2.    Besaran Vektor

Besaran yang dicirikan oleh besar dan arah.

Contoh         : kecepatan, percepatan, gaya

Catatan     : vektor tergantung sistem koordinat

PENGGAMBARAN DAN PENULISAN (NOTASI) VEKTOR

Titik P         :  Titik pangkal vektor

Titik Q        :  Ujung vektor

Tanda panah :  Arah vektor

Panjang PQ = |PQ| :  Besarnya (panjang) vektor

GERAK LURUS (1 Dimensi)

v  Suatu benda dikatakan bergerak bila kedudukannya selalu berubah terhadap suatu acuan

v  Ilmu yang mempelajari gerak tanpa mempersoalkan penyebabnya disebut Kinematika

v  Untuk menghindari terjadinya kerumitan gerakan benda dapat didekati dengan analogi gerak partikel (benda titik)

v  Gerak lurus disebut juga sebagai gerak satu dimensi

PERPINDAHAN, KECEPATAN DAN PERCEPATAN

1.  Perpindahan (vektor) yaitu : Perubahan kedudukan benda dalam selang waktu tertentu (tergantung sistem koordinat).

2.  Kecepatan (vektor)  yaitu : Bila benda memerlukan waktu Dt untuk mengalami perpindahan DX, maka :

a.  Kecepatan rata – rata yaitu : perpindahan dibagi waktu yang diperlukan.

b.  Kecepatan sesaat yaitu : Kecepatan rata-rata apabila selang waktu mendekati nol (kecepatan pada suatu saat tertentu).

3.  Percepatan

Percepatan rata – rata yaitu : Perubahan kecepatan per satuan waktu.

Percepatan sesaat yaitu : Perubahan kecepatan pada suatu saat tertentu

(percepatan rata-rata apabila selang waktu mendekati nol).

GERAK LURUS BERATURAN (GLB)

Gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap

Rumus :

X = x₀ + vt

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (GLBB)

Gerak lurus yang percepatannya tidak berubah (tetap) terhadap waktu à dipercepat beraturan.

Rumus :

x = x₀ + v₀t + ½ at²

v = v₀ + at

GERAK JATUH BEBAS

ü  Merupakan contoh dari gerak lurus berubah beraturan

ü  Percepatan yang digunakan untuk benda jatuh bebas adalah percepatan gravitasi (biasanya g = 9,8 m/det²)

ü  Sumbu koordinat yang dipakai adalah sumbu y

Rumus :

v = v₀ - gt

y = y₀ + v_ot – ½ gt²

v² = v₀² - 2g (y – y₀)

                  GERAK DUA DIMENSI (DALAM BIDANG DATAR)

Ø  Gerak dalam bidang datar merupakan gerak dalam dua dimensi

Ø  Contoh gerak pada bidang datar   :  Gerak peluru, Gerak melingkar, Gerak relatif

VEKTOR POSISI, KECEPATAN DAN PERCEPATAN

1.   VEKTOR POSISI (andaikan partikel bergerak pada lintasan melengkung)

Vektor Posisi r₁ =  OA = x₁ i + y₁ j

              Vektor Posisi r₂ =  OB = x₂ i + y₂ j

              Pergeseran   =   Dr  = AB = r₂ – r₁

                                  =   (x₂ i + y₂ j) - x₁ i + y₁ j

                                  =   (x₂ - x₁) i – (y₂ - y₁) j

                                  =   Dx i – Dy  j

2.  KECEPATAN

Perubahan posisi per satuan waktu