Matakuliah : D0564/Fisika Dasar Tahun : September 2005 Versi : 1/1 Pertemuan 1 - 2 Manfaat Mata Kuliah Fisika Dasar dan Aplikasinya dalam Rekayasa Industri dan Jenis-Jenis Besaran Fisika, Vektor dan Skalar serta Analisa Vektor

Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : menjelaskan manfaat dan penerapan dari mata kuliah fisika dasar menjelaskan arti besaran fisika dan sistem satuan yang digunakan menjelaskan arti besaran vektor dan skalar serta analisa vektor

Outline Materi Mekanisme pembelajaran dan aturan dalam perkuliahan Bahan ajar secara keseluruhan Besaran fisika dan satuannya Sistem pengukuran Konversi satuan Besaran vektor dan skalar Analisa vektor dan aplikasinya

Besaran, satuan dan vektor Fisika : Ilmu Fisika : Ilmu yang mempelajari tentang fenomena alam. Ruang lingkupnya : Mempelajari dan memahami sifat – sifat dan hasil interaksi dari benda.

Besaran Fisika : “Sesuatu” yang dapat diukur dan mempunyai satuan. Besaran dasar (7): Massa, Waktu, Panjang, Suhu, Arus listrik, Intensitas cahaya dan Jumlah mol. Besaran turunan : Kecepatan, percepatan, jarak, gaya.....dll.

Satuan : Ukuran / takaran kuantisasi dari besaran fisika. Sistem Satuan : Sistem Satuan Internasional (SI) MKS : Meter, Kilogram, Sikon CGS : Centimeter, Gram, Sekon Sistem Satuan Inggris Inches, feet, miles, pounds, slugs

Faktor konversi sistem satuan : Faktor Konversi dasar : 1 inch = 2.54 cm 1 m = 3.28 ft 1 mile = 5280 ft 1 mile = 1.61 km Contoh : Konvesi dari mile per jam ke meter per second

Contoh perbandingan panjang Besaran Panjang (m) Radius alam semesta 1.0 x 1026 Jarak ke Galaxy Andromeda 2.0 x 1022 Jarak ke Bintang terdekat 4.0 x 1016 Jarak Bumi ke Matahari 1.5 x 1011 Radius Bumi 6.4 x 106 Tinggi Menara 4.5 x 102

Lapangan sepak bola 1.0 x 102 Tinggi seseorang 2.0 x 100 Tebal kertas 1.0 x 10-4 Panjang gelombang cahaya biru 4.0 x 10-7 Diameter atom hydrogen 1.0 x 10-10 Diameter proton 1.0 x 10-15

Perbandingan besaran waktu Besaran Waktu (s) Umur alam semesta 5.0 x 1017 Umur Grand Canyon 3.0 x 1014 32 tahun 1.0 x 109 Satu tahun 3.2 x 107 Satu jam 3.6 x 103 Perjalanan sinar dari bumi ke bulan 1.3 x 100 Periode senar gitar 2.0 x 10-3 Periode gelombang FM 6.0 x 10-8 Umur rerata pi meson 1.0 x 10-16 Umur rerata top quark 4.0 x 10-25

Perbandingan besaran masa Benda Masa (kg) Galaxy Milky Way 4 x 1041 Matahari 2 x 1030 Bumi 6 x 1024 Boeing 747 4 x 105 Mobil 1 x 103 Manusia 7 x 101 Butiran Debu 1 x 10-9

Top quark 3 x 10-25 Proton 2 x 10-27 Electron 9 x 10-31 Neutrino 1 x 10-38

Dimensi : 3 dimensi dasar Dimensi panjang L Dimensi massa M Dimensi waktu T yang lain dimensi turunan Dimensi kecepatan LT-1 Dimensi gaya MLT-2

Vektor Berdasarkan sifatnya, besaran fisika dibagi dalam dua kelompok, yaitu: Besaran Vektor: besaran fisika yang mempunyai besar (nilai) dan arah. Besaran skalar: besaran fisika yang hanya mempunyai besar (nilai) saja.

Notasi vektor : A , A Lambang vektor: A B Sifat vektor: vektor dapat digeser ke mana saja, asal besar dan arahnya tetap.

Penjumlahan vektor C = A + B = B + A B C  A 

A – C = A + (- C) Pengurangan vektor Vektor negatif: adalah vektor yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. A – C = A + (- C) A C -C -A

Perkalian vektor Ā Ā  B B

Perkalian titik (dot product) (perkalian titik dua vektor hasilnya skalar)

Perkalian silang (cross product) (perkalian dua vektor hasilnya vektor)

Arah vektor hasil kalinya (C) : selalu tegak lurus vektor A dan vektor B  = sudut terkecil antara A dan B

Komponen vektor : Untuk mendapatkan arah dan nilai suatu vektor A, diperlukan acuan berupa sumbu acuan, x-y (untuk 2 dimensi) atau x-y-z (untuk 3 dimensi). Dengan memproyeksikan sebuah vektor A ke sumbu acuan (x-y atau x-y-z), maka akan diperoleh apa yang disebut sebagai komponen vektor, yaitu:

Vektor dalam bidang : 2 dimensi y A Ay  x Ax

Nilai vektor A Sedangkan arah vektor A Sudut  selalu diambil relatif terhadap sumbu x positif.

Vektor dalam ruang : 3 dimensi x y z A Ax Ay   

Nilai vektor A Sedangkan arah vektor A

Cos2  + Cos2  + Cos2  = 1  : sudut antara A dengan sumbu x  : sudut antara A dengan sumbu y  : sudut antara A dengan sumbu z

Vektor satuan : Untuk mengetahui nilai atau panjang suatu vektor, diperlukan ukuran atau skala yang dikenakan pada sumbu-sumbu koordinat. Ukuran terkecil yang dipakai pada skala tersebut dinamakan vektor satuan, yaitu vektor yang nilainya satu satuan.

i = vektor satuan ke arah sumbu x j = vektor satuan ke arah sumbu y k= vektor satuan ke arah sumbu z x y z i j k

Besar vektor satuan Perkalian titik antar vektor satuan (dot product), menghasilkan besaran (skalar) :

Perkalian silang dua vektor satuan (cross product), menghasilkan vektor satuan lagi:

Penulisan vektor secara lengkap

Contoh aplikasi: diberikan oleh dosen