Fakultas Teknik Fakultas Teknik Universitas IndonesiaUniversitas Indonesia

2014/2015 Term 12014/2015 Term 1

Ir. Tri Surawan M,Si

Materi Kuliah : Fisika Dasar 1

DEFINISI ILMU FISIKADEFINISI ILMU FISIKA Ilmu FisikaIlmu Fisika dalam Bahasa Yunani: (physikos), yang dalam Bahasa Yunani: (physikos), yang

artinya ”alamiah”, atau (physis), ”Alam” adalah sains artinya ”alamiah”, atau (physis), ”Alam” adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas.

Fisika mempelajari gejala alam yang Fisika mempelajari gejala alam yang tidak hiduptidak hidup atau atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Fisikawan materi dalam lingkup ruang dan waktu. Fisikawan mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai partikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos.(Wikipedia Indonesia)satu kesatuan kosmos.(Wikipedia Indonesia)

Ilmu Fisika disebut juga sebagai Ilmu DasarIlmu Fisika disebut juga sebagai Ilmu Dasar atau Basic atau Basic Science, yang lainnya adalah Biologi, Kimia, Science, yang lainnya adalah Biologi, Kimia, Matematika Matematika

Fisika berkaitan erat dengan matematika.Fisika berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis, dan banyak dinyatakan dalam notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya.sains lainnya.

Konsep DasarKonsep Dasar MengukurMengukur : membandingkan sesuatu besaran : membandingkan sesuatu besaran

yang diukur dengan besaran standar yang yang diukur dengan besaran standar yang telah didefinisikan sebelumnya. telah didefinisikan sebelumnya.

BesaranBesaran : segala sesuatu yang dapat diukur. : segala sesuatu yang dapat diukur. SatuanSatuan : ukuran dari suatu besaran. : ukuran dari suatu besaran. Dimensi : Dimensi : Cara suatu besaran tersusun dari Cara suatu besaran tersusun dari

beberapa besaran pokokbeberapa besaran pokok Besaran Fisika baru terdefinisi jika :

• ada nilainya (besarnya)• ada satuannya

contoh : panjang jalan 10 km

satuan

nilai

BESARANBESARAN

Besaran Pokok• Besaran yang tidak tergantung pada

besaran lain Besaran Pelengkap

• Besaran yang melengkapi besaran pokok

Besaran Turunan• Besaran yang diturunkan dari besaran

pokok

BESARAN POKOK, SATUAN BESARAN POKOK, SATUAN dan DIMENSINYAdan DIMENSINYA

Besaran Pelengkap

Besaran Turunan dan dimensiBesaran Turunan dan dimensi

Konvensi Besaran Pokok Konvensi Besaran Pokok

c = 299,792,458 m/s

Satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya di dalam vakum selama waktu 1/299.791.458 detik.

MassaMassa

Satu kilogram didefinisikan sama dengan massa dari karbon 12 sma (satuan massa atom).

WaktuWaktu

Satu detikSatu detik didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan oleh atom didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan oleh atom Cesium untuCesium untuk k bergetar sebanyak 9 192 631 770 kali.bergetar sebanyak 9 192 631 770 kali.

Berdasarkan jam atom ini, dalam selang 300 tahun hasil Berdasarkan jam atom ini, dalam selang 300 tahun hasil pengukuran waktu tidak akan bergeser lebih dari satu sekon pengukuran waktu tidak akan bergeser lebih dari satu sekon

PanjangPanjang

Faktor Penggali dalam SINONO Faktor  Faktor  Nama  Nama   Simbol Simbol

11 10 10 -18-18 attoatto a a 

22 10 10 -15-15 femtofemto f f 

33 10 10 -12-12 pikopiko pp

44 10 10 -9-9 nanonano nn

55 10 10 -6-6 mikromikro μμ

66 10 10 -3-3 milimili m m 

77 10 10 33 kilokilo KK

88 10 10 66 megamega MM

9 9  10 10 99 gigagiga GG

1010 10 10 1212 teratera TT

SatuanSatuan SatuanSatuan adalah ukuran dari suatu besaran adalah ukuran dari suatu besaran Sistem satuan :

• Sistem Metrik : a. mks (meter, kilogram, sekon) b. cgs (centimeter, gram, sekon)

• Sistem Non metrik (sistem British) Contoh :

• 1 inch = 2,54 cm• 1 m = 3,28 ft• 1 mile = 5280 ft• 1 mile = 1,61 km

Sistem Internasional (SI)• Sistem satuan mks yang telah disempurnakan • Yang paling banyak dipakai sekarang ini.

DimensiDimensi Dimensi :Dimensi : Cara suatu besaran tersusun dari Cara suatu besaran tersusun dari

beberapa besaran pokokbeberapa besaran pokok Kegunaan DimensiKegunaan Dimensi : :

1.1. Membuktikan dua besaran fisis setara atau tidak. Membuktikan dua besaran fisis setara atau tidak. 2. Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan.3. Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran. 4.4. Menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika Menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika

kesebandingan besaran fisis tersebut dengan besaran-kesebandingan besaran fisis tersebut dengan besaran-besaran fisis lainnya diketahui. besaran fisis lainnya diketahui.

Contoh :Contoh : Tentukan dimensi dan satuan dari besaran-momentum Tentukan dimensi dan satuan dari besaran-momentum

menurut Sistem Internasional. menurut Sistem Internasional. Jawab : Jawab :

Momentum (p) = m x v Momentum (p) = m x v = [ m ] [ v ] = M L T= [ m ] [ v ] = M L T-1-1 Satuan p = kg m sSatuan p = kg m s-1-1

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-2 x 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

Contoh Penggunaan Dimensi

PengukuranPengukuran

Pengukuran besaran fisisPengukuran besaran fisis tergantung tergantung batasan ketidakpastian (uncertainty) batasan ketidakpastian (uncertainty) eksperimeneksperimen

Nilai ketidakpastian tergantung padaNilai ketidakpastian tergantung pada• Kualitas alat ukurKualitas alat ukur• Kemampuan si pengukurKemampuan si pengukur• Metode pengukuranMetode pengukuran

Pengukuran PanjangPengukuran Panjang Mistar mempunyai ketelitian 1 mm / 1 cm, Mistar mempunyai ketelitian 1 mm / 1 cm, Jangka sorong mempunyai ketelitian 0,1 mm, Jangka sorong mempunyai ketelitian 0,1 mm, Mikrometer sekrup mempunyai ketelitian 0,01 Mikrometer sekrup mempunyai ketelitian 0,01 mmmm

Pengukuran WaktuPengukuran Waktu

Satu putaran stopwatch menunjukkan 30 s (tergantung alat), setiap satu sekon dibagi 10 skala, jarum pendek satu putaran menunjukkan 15 menit

1 skala = 0,1 s

Untuk peristiwa-peristiwa yang selang terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar, misalnya: menit, jam, hari, bulan, tahun, abad dan lain-lain.

1 hari = 24 jam1 jam = 60 menit1 menit = 60 sekon.

Pengukuran MassaPengukuran Massa

Pengukuran massa dapat dilakukan Pengukuran massa dapat dilakukan dengan menggunakan dengan menggunakan berbagai berbagai macam neraca,macam neraca, yaitu neraca dua yaitu neraca dua lengan, neraca pegas, neraca hidrolik lengan, neraca pegas, neraca hidrolik dan neraca elektronikdan neraca elektronik

ANGKA PENTINGANGKA PENTING Angka pentingAngka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasiladalah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran, yang terdiri dari angka eksak dan satu angka pengukuran, yang terdiri dari angka eksak dan satu angka terakhirterakhir yang ditaksir (diragukan)yang ditaksir (diragukan) Aturan angka pentingAturan angka penting : : 1. Semua angka bukan nol merupakan angka penting1. Semua angka bukan nol merupakan angka penting 2. Angka nol diantara dua angka bukan nol merupakan angka 2. Angka nol diantara dua angka bukan nol merupakan angka pentingpenting 3. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka 3. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka pentingpenting 4. Angka nol di sebelah kiri angka bukan nol, baik sebelum / 4. Angka nol di sebelah kiri angka bukan nol, baik sebelum / sesudahsesudah tanda koma desimal tidak termasuk angka pentingtanda koma desimal tidak termasuk angka penting Contoh:Contoh:

1,0001 + 0,0003 = 1,0004 5 angka penting1,0001 + 0,0003 = 1,0004 5 angka penting1,002 – 0,998 = 0,004 1 angka penting1,002 – 0,998 = 0,004 1 angka penting

Aturan pembulatan :

1. Angka kurang dari 5 dibulatkan ke bawah

2. Angka lebih dari 5 dibulatkan ke atas

3. Jika angka persis 5 maka dibulatkan keatas jika angka

sebelum 5 ganjil, sebaliknya dibulatkan ke bawah jika

angka sebelum 5 genap

Aturan penjumlahan & pengurangan :

Hasil dari penjumlahan / pengurangan dengan menggunakan

angka penting hanya boleh mengandung 1 saja angka taksiran

atau angka yang diragukan

Aturan perkalian & pembagian :

Hasil dari perkalian / pembagian dengan menggunakan angka

penting mengikuti jumlah angka penting yang paling sedikit

Contoh Penjumlahan & Pengurangan

Jumlahkan !Jumlahkan !123 m + 5,35 m = ?123 m + 5,35 m = ?

123 m + 5,35 m = 128,35 m salah123 m + 5,35 m = 128,35 m salah

123 m + 5,35 m = 128 m benar123 m + 5,35 m = 128 m benar

Jumlah desimal pada jawaban akhir Jumlah desimal pada jawaban akhir seharusnya sama dengan jumlah seharusnya sama dengan jumlah

desimal terkecil komponen desimal terkecil komponen

penjumlahanpenjumlahan