Mengetahui macam-macam sistem satuan, besaran pokok ,turunan, dan hukum newton

1. J U R U S A N T E K N I K S I P I L
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Dosen: Tim Dosen Fisika Jurusan Teknik Sipil FT-UB
TKS-4101: Fisika
Kontrak Kuliah dan Pendahuluan
1

2. Mata Kuliah : Fisika (3 sks)
Semester : I
Prasyarat : Tidak ada
Praktikum : Praktikum Fisika
Dosen Pengampu: Rahayu Kusumaningrum, M.Sc.
Kompetensi :
1. Mahasiswa memperoleh pengertian dasar tentang sifat fisik bahan
bangunan, hukum-hukum alam, kaitannya dengan perhitungan
mekanika teknik maupun untuk penyelesaian problem dalam bidang
teknik sipil
2. Mahasiswa memperoleh keterampilan praktek pembuktian hukum-
hukum alam, sifat-sifat bahan dengan menggunakan rumus-rumus yang
berdasarkan evaluasi statistik.
Pustaka yang digunakan
1. Sears, Zemansky. 2007, Univeristy Physics 12th (with modern physics)
San Fransisco : penerbit pearson addison wesley
2. Tripler, Paul A., 1991, Fisika untuk Sains dan Teknik. Worth Publisher, Inc.
2

3. Minggu Kemampuan yang diharapkan Materi pembelajaran
1. Mengetahui secara umum mengenai kegunaan ilmu
fisika di bidang teknik sipil
Memahami tentang sistem satuan, besaran serta unit
vektor
Pendahuluan
Sistem satuan, besaran
dan vektor
2. Memahami mengenai pergerakan dalam 1 dimensi, 2
dimensi dan 3 dimensi (Tugas 1)
Gerak 1 dimensi, 2
dimensi dan 3 dimensi.
3. Memahami pergerakan penerapan hukum newton Hukum newton
4. Menerapkan hukum newton dalam keseimbangan dan
pergerakan dinamis (Tugas 2) (Praktikum 1)
Penerapan hukum
newton
5. Memahami usaha serta energi akibat suatu gaya dan
mengenal besarnya kekuatan
Usaha dan energi
6. Mengerti mengenai potensial energi serta memahami
tentang konservasi energi
Energi potensial dan
konservasi energi
7. Memahami tentang momentum, impuls dan tumbukan Momentum, impuls
dan tumbukan
8. Quis I Minggu I - VII
3

4. Minggu Kemampuan yang diharapkan Materi pembelajaran
9. Memahami tentang rotasi dari benda pejal Rotasi benda pejal
10. Menganalisa pergerakan rotasi yang dinamis Pergerakan rotasi
dinamis
11. Menganalisis kesetimbangan dan elastisitas melalui
praktikum dan teori (Tugas 3) (Praktikum 2)
Kesetimbangan dan
elastisitas
12. Kekakuan Hukum hooke dan
kekakuan
13. Menganalisis mengenai gerakan periodik melalui
contoh kasus
Gerakan periodik
14. Memahami mengenai mekanika fluida Mekanika fluida
15. Mengetahui mengenai gelombang mekanik Gelombang mekanik
16. QUIS II Minggu IX - XV
UAS Ujian Akhir Semester
4

5. Evaluasi
1. Tugas : 35% (Tugas 1, Tugas 2 dan Tugas 3)
2. Keaktifan : 5%
3. Quis I : 15%
4. Quis II : 15%
5. UAS : 30%
Lain – lain :
- Keterlambatan : 15 menit
- Maksimal 2 kali TIDAK MASUK
- Soal ujian : Soal bersama
- Praktikum pada minggu ke 4 dan minggu ke 11
- Pemilihan ketua kelas
- Pembagian Kelompok Kecil @4 orang
- Pembagian Kelompok Praktikum
@Gabungan 2 Kelompok Kecil = 8 orang
5

6. 1. Keterlambatan tidak boleh lebih dari 15
menit. Apabila lebih tidak diperkenankan
untuk masuk ke kelas.
2. Didalam kelas, mahasiswa tidak
diperkenankan untuk membuka komputer
dan sejenisnya, seperti laptop, Ipad, tab dsb.
3. Aturan no.1 dan 2, dikecualikan bila telah
ada pemberitahuan dari dosen pengampu.
4. Di dalam kelas, HP wajib di-silent, dan tidak
diperkenankan menerima panggilan HP
kecuali dgn ijin dosen.
6

7. TEKNIK SIPIL
Universitas
Brawijaya

8. Fisika adalah ilmu yang berhubungan dengan:
- Materi dan energi
- Hukum aturan gerakan partikel dan gelombang
- Interaksi antar partikel dan radiasi
- Sifat – sifat molekul, atom dan inti atom
- Sistem berskala lebih besar (gas, cair dan padat)
- Pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif
(Metode Ilmiah).
Fisika dalam Teknik Sipil
Sebagai dasar dalam mempelajari gaya-gaya yang
bekerja, baik yang bersifat statis maupun dinamis
8

9. 9
MOVIE

10. 10

11. 11

12. 5 kN 5 kN 5 kN

13. 13

14. 14

15. 15

16. Model
Pengamatan
Peristiwa Alam
Eksperimen
Pengukuran Besaran Fisika
Apakah yang diukur ?

17. Pengukuran
Kuantitas
(Hasil Pengukuran)
Alat Ukur
Penyajian
Harga Satuan
Standar ukuran Sistem satuan
Kalibrasi
Sistem Matrik SI

18. 1.2 BESARAN DAN SATUAN
 Besaran :
Sesuatu yang dapat diukur  dinyatakan dengan angka
(kuantitatif) Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, dll.
 Mengukur :
Membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang
sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.
Besar Fisika dapat terdefinisi jika
- ada nilainya (besarnya)
- ada satuannya
contoh : panjang jalan 10 km
nilai
satuan 1.4

19.  Satuan :
Ukuran dari suatu besaran ditetapkan sebagai satuan.
Contoh :
 Sistem satuan
Ada 2 macam
1. Sistem Metrik :
a. mks (meter, kilogram, sekon)
b. cgs (centimeter, gram, sekon)
2. Sistem Non metrik (sistem British)
 meter, kilometer  satuan panjang
 detik, menit, jam  satuan waktu
 gram, kilogram  satuan massa
 dll.

20. TEKNIK SIPIL
Universitas
Brawijaya
Faktor Awalan Simbol
1018 exa- E
1015 peta- P
1012 tera- T
109 giga- G
106 mega- M
103 kilo- k
102 hekto- h
101 deka- da
Faktor Awalan Simbol
10-1 desi- d
10-2 senti- c
10-3 mili- m
10-6 mikro- m
10-9 nano- n
10-12 piko- p
10-15 femto- f
10-18 ato- a

21. Sistem Internasional (SI)
Sistem satuan mks yang telah disempurnakan
 yang paling banyak dipakai sekarang ini.
Dalam SI, ada :
7 besaran pokok berdimensi dan;
2 besaran pokok tak berdimensi

22. TEKNIK SIPIL
Universitas
Brawijaya
NO Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi
1 Panjang Meter m L
2 Massa Kilogram kg M
3 Waktu Sekon s T
4 Arus Listrik Ampere A I
5 Suhu Kelvin K θ
6 Intensitas Cahaya Candela cd j
7 Jumlah Zat Mole mol N
7 Besaran Pokok dalam Sistem Internasional (SI)
NO Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi
1 Sudut Datar Radian rad -
2 Sudut Ruang Steradian sr -
Besaran Pokok Tak Berdimensi

23. TEKNIK SIPIL
Universitas
Brawijaya
Besaran
Fisika
Konseptual
Matematis
Besaran Pokok
Besaran Turunan
Besaran SKALAR
Besaran VEKTOR
: besaran yang ditetapkan
dengan suatu standar ukuran
: Besaran yang dirumuskan
dari besaran-besaran pokok
: hanya memiliki nilai
: memiliki nilai dan arah

24. Definisi standar besaran pokok
 Panjang - meter :
Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang
dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekon.
 Massa - kilogram :
Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan
tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.
 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).

25.  Contoh :
 Kecepatan
 pergeseran yang dilakukan persatuan waktu
 satuan : meter per sekon (ms-1)
 Percepatan
 perubahan kecepatan per satuan waktu
 satuan : meter per sekon kuadrat (ms-2)
 Gaya
 massa kali percepatan
 satuan : newton (N) = kg m s-2

26.  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”.
Besaran
Pokok
Simbol
Dimensi
Massa M
Panjang L
Waktu T
Arus listrik I
Besaran
Pokok
Simbol
Dimensi
Suhu Q
Jumlah Zat N
Intensitas J

27. TEKNIK SIPIL
Universitas
Brawijaya
Suatu besaran dapat dijumlahkan atau
dikurangkan apabila memiliki dimensi yang
sama.
Setiap suku dalam persamaan fisika harus
memiliki dimensi yang sama.

28.  Dimensi
Cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok.
 Besaran Turunan
Besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
1. Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran
2. Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan
- Metode penjabaran dimensi :
1. Dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiri
2. Setiap suku berdimensi sama
- Guna Dimensi :

29. Contoh :
a. Tidak menggunakan nama khusus
NO Besaran Satuan Lambang
1 Gaya Newton N
2 Energi Joule J
3 Daya Watt W
4 Frekuensi Hertz Hz
NO Besaran Satuan
1 Kecepatan meter/detik
2 Luas meter 2
b. Mempunyai nama khusus

30. NO Besaran Pokok Rumus Dimensi
1 Luas panjang x lebar [L]2
2 Volume panjang x lebar x tinggi [L]3
3 Massa Jenis [M] [L]-3
4 Kecepatan [L] [T]-1
5 Percepatan
[L] [T]-2
6 Gaya massa x percepatan [M] [L] [T]-2
7 Usaha dan Energi gaya x perpindahan [M] [L]2 [T]-2
8 Impuls dan Momentum gaya x waktu [M] [L] [T]-1
massa
volume
perpindahan
waktu
kecepatan
waktu

31. 1. Tentukan dimensi dan satuannya dalam SI untuk besaran turunan berikut :
a. Gaya
b. Berat Jenis
c. Tekanan
d. Usaha
e. Daya
Jawab :
b. Berat Jenis = = =
= MLT
-2 (L-3)
= ML-2T-2 satuan kgm-2
berat
volume
Gaya
Volume
MLT -2
L3
a. Gaya = massa x percepatan
= M x LT -2
= MLT -2 satuan kgms-2

32. 1. Tentukan dimensi dan satuannya dalam SI untuk besaran turunan berikut :
a. Gaya
b. Berat Jenis
c. Tekanan
d. Usaha
e. Daya
Jawab :
c. Tekanan = = = MLT -2 satuan kgm-1s-1gaya
luas
MLT -2
L2
d. Usaha = gaya x jarak = MLT -2 x L = ML 2 T -2 satuan kgm-2s-2
e. Daya = = = ML 2 T -1 satuan kgm-2s-1usaha
waktu
ML 2 T -2
T

33. 2. 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

34. Perioda ayunan sederhana T dinyatakan dengan rumus
berikut ini :
yang mana l panjang tali dan g percepatan gravitasi dengan
satuan panjang per kwadrat waktu. Tunjukkan bahwa per-
samaan ini secara dimensional benar !
T l
g2

35. Jawab :
Dimensi perioda [T] : T
Dimensi panjang tali [l] : L
Dimensi percepatan gravitasi [g] : LT-2
 : tak berdimensi
2
LT
L
T 

T

36. Model
Peristiwa Alam
Eksperimen
Pengamatan
Pengukuran
Besaran Fisika
Kuantitas
Karakteristik Interaksi
antar materi yang teramati
Teori
Konsep FisikaHukum
Fisika
Apakah yang diamati ?
Apakah yang diukur ?