FISIKA DASAR I Di sini ditanyakan apa yang dimaksud dengan fisika.

TUJUAN UMUM Memberikan konsep-konsep dan prinsip-prinsip dasar fisika yang diperlukan untuk belajar fisika lebih lanjut atau ilmu pengetahuan lainnya. Memberikan ketrampilan dalam penyelesaian persoalan fisika dasar terutama dalam pemakaian kalkulus dasar sebagai alat bantu.

Apakah Fisika Itu ? Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi. Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (Metode Ilmiah). Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari tentang gejala alam yang terjadi di jagad raya. Yang dimaksud dengan gejala alam tidak lain adalah sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi. Sifat-sifat dan interaksi antar materi antara lain ditunjukkan oleh adanya berbagai macam zat dalam berbagai fase. Terjadinya berbagai peristiwa alam, keadaan alam yang berwarna-warni, dll tidak lepas dari adanya interaksi antar materi dan radiasi. Ilmu fisika berkembang sesuai dengan hasil pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (metode ilmiah). Untuk melakukan pengamatan diperlukan imajinasi. Dari imajinasi orang tentang peristiwa alam timbul inspirasi untuk menjelaskannya sehingga tercipta teori. Dengan demikian fisika adalah ilmu pengetahuan yang merupakan hasil kreativitas manusia. Sama-sama hasil kreasi manusia, apa bedanya fisika dengan karya seni atau karya sastra ? Hasil kreasi dalam ilmu pengetahuan perlu diuji dalam suatu eksperimen. Dalam melakukan eksperimen perlu adanya pengukuran untuk memperoleh data. Sedangkan pengakuan atas karya seni/sastra didasarkan atas kesan/perasaan orang lain terhadap hasil karya tersebut. Dengan demikian apakah yang dimaksud dengan metode ilmiah ? Metode Ilmiah adalah pemakaian cara berpikir yang logis untuk mendapatkan suatu model alam yang sesuai dengan hasil-hasil eksperimen. (Giancoli,1988, 1-1).

RUANG LINGKUP ILMU FISIKA Definisi Ilmu Fisika : Ilmu fisika adalah ilmu yang mempelajari gejala alam yang tidak hidup serta interaksi dalam lingkup ruang dan waktu. Dalam bahasa Yunani ilmu fisika disebut dengan physikos yang artinya “alamiah”. Orang yang mempelajari ilmu fisika adalah mengamati perilaku dan sifat materi dalam bidang yang beragam,mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisikapartikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos.

Ilmu Fisika juga berkaitan erat dengan matematika karena banyak teori fisika dinyatakan dalam notasi matematis. Perbedaannya adalah fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan dunia material. Aplikasi ilmu fisika banyak diterapkan pada bidang lain, misalnya : Geofisika, Biofisika, Fisika-kimia, Ekonofisika, dsb.

3. Mekanika Kuantum : Persamaan Schrodinger dan Teori medan kuantum. Teori utama dalam ilmu Fisika 1. Mekanika Klasik :Hukum Newton, Mekanika Lagrangian, Mekanika Hamiltonian, Dinamika fluida, Mekanika kontinuum. 2. Elektromagnetik :Elektrostatik, Listrik, Magnetik, dan Persamaan Maxwell. 3. Mekanika Kuantum : Persamaan Schrodinger dan Teori medan kuantum. 4. Relativitas : Relativitas khusus dan umum.

Bidang utama dalam Fisika 1. Astrofisika : Kosmologi, Ilmu planet, Fisika plasma, BigBang, Inflasi kosmik, Relativitas umum, Hukum gravitasi universal. 2. Fisika atom, molekul dan optik 3. Fisika partikel :Fisika Akselerator dan Fisika nuklir. 4. Fisika benda kondensasi :Fisika benda padat, Fisika material, Fisika polimer dsb.

PERISTIWA ALAM Perilaku partikel di dalam ruang dari waktu ke waktu, termasuk bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain. Interaksi Besaran Gaya Gravitasi Elektromagnet Lemah Kuat Untuk menjelaskan peristiwa alam perlu idealisasi. Partikel merupakan idealisasi dari benda pejal. Partikel memiliki massa tetapi ukurannya sedemikian kecil sehingga secara geometris dapat dipandang sebagai sebuah titik. Ruang : menurut geometri Euclides terdiri atas tiga variabel bebas (tiga dimensi). Posisi partikel bisa maju atau mundur. Waktu : Besaran yang mencerminkan alur peristiwa. Alur peristiwa selalu maju. Interaksi : hubungan timbal balik antar partikel. Untuk menyatakan besarnya interaksi antar partikel digunakan besaran gaya. Interaksi gravitasi : hubungan timbal balik antar partikel bermassa. Interaksi ini dinyatakan dengan Hukum Newton. Interaksi Elektromagnetik : hubungan timbal balik antar partikel bermuatan. Interaksi ini dinyatakan dengan Hukum Coulomb. Interaksi Lemah : interaksi yang terjadi pada peluruhan beta. Interaksi Kuat : Interaksi yang menyatukan proton di dalam inti.

Dualisme Gelombang-Partikel Fisika Klasik Kuantum (sebelum 1920) (setelah 1920) Posisi dan Momentum partikel dapat ditetapkan secara tepat ruang dan waktu merupakan dua hal yang terpisah Ketidak pastian Posisi dan Momentum partikel ruang dan waktu merupakan satu kesatuan Dualisme Gelombang-Partikel Peristiwa fisika terjadi di “panggung” ruang tiga dimensi (dalam geometri Euclides) dan berubah dengan waktu. Di dalam fisika klasik pada suatu posisi tertentu kita dapat menentukan secara pasti berapa momentum partikel. Perkembangan fisika klasik didasari oleh Hukum Newton. Pada fisika Kuantum, jika kita hanya dapat menentukan kebolehjadian posisi dan momentum sebagaimana dinyatakan oleh prinsip Heisenberg. Perkembangannya didasarkan pada Dualisme Gelombang-Partikel. Hukum Newton

STRUKTUR KEILMUAN FISIKA Teknik-Teknik Eksperimental Zat padat Molekul Atom Inti Partikel Elementer dll Bumi Atmosfer Kehidupan, dll. Reaktor nuklir, dll. Sistem Alam Sistem Rekayasa Sistem Lain Cahaya Akustik dll. Gejala Alam Interaksi Fundamental Struktur materi Kajian Keilmuan Fisika Diskripsi Mikroskopik Mekanika Kuantum Mekanika Statistik Mekanika Cabang ilmu fisika yang membahas tentang gerakan benda (makroskopis) Termodinamika Cabang ilmu fisika yang membahas mengenai panas, suhu dan kelakuan partikel dalam jumlah yang cukup besar Elektromegnetik Cabang ilmu fisika yang membahas tentang teori kelistrikan, teori kemagnetan dan gelombang elektromagnetik Mekanika kuantum Cabang fisika yang membahas kelakuan partikel mikroskopis Interaksi gravitasi Interaksi elektromagnetik Interaksi kuat Interaksi lemah Mekanika Termodinamika Gelombang Diskripsi Makroskopik Diskripsi keadaan dan Interaksi Model Interaksi Perangkat Keilmuan Fisika

Metode Ilmiah TidakCocok Uji prediksi Perbaiki teori Hasil positif Pengamatan terhadap Peristiwa alam Hipotesa TidakCocok Eksperimen Uji prediksi Perbaiki teori Teori Metode Ilmiah meliputi lima langkah berikut : Pengamatan : Pengambilan data, baik dari pengamatan langsung atau dari eksperimen. Hipotesa : penalaran sementara terhadap peristiwa yang diamati yang masih perlu diuji kebenarannya dengan eksperimen. Eksperimen : Suatu prosedur tertentu yang dilakukan untuk mendapatkan, menguji atau mendemonstrasikan suatu peristiwa. Jika hasilnya tidak sesuai dengan hipotesa, hipotesa tersebut perlu dimodifikasi. Hipotesa yang baru perlu diuji ulang dengan melakukan eksperimen lagi. Teori : Jika hipotesa cocok dengan hasil eksperimen (dalam batas-batas tertentu), hipotesa tersebut diterima sebagai teori Prediksi : Dengan teori dapat diprediksi berbagai hal yang mungkin terjadi. Prediksi tersebut perlu diuji dengan suatu eksperimen. Jika hasilnya positif ditingkatkan/diperluas prediksi. Jika hasil negatif, teori tersebut perlu disempurnakan. Mengingat tidak ada alat ukur yang sempurna, pengujian dengan eksperimen tidak dapat dituntut hasil yang tepat seperti yang diprediksikan. Hasil positif Hasil negatif Prediksi