Dokumen tersebut membahas tentang mata kuliah Fisika I yang mencakup hukum-hukum alam yang menyangkut gerak partikel dan fluida. Mata kuliah ini terdiri atas 14 pertemuan dengan materi seperti satuan, kinematika, hukum Newton, energi, dan osilasi."

1. 28/10/2011
FISIKA I
(3 SKS Teori)
Sasaran:
Taruna memahami pengetahuan tentang hukumhukum alam yang menyangkut gerak partikel dan
fluida.
Deskripsi Teori:
Satuan, Dimensi dan Kinematika : Satuan, Kinematika:
Kecepatan, Sistem referensi, kecepatan rata-rata,
percepatan, percepatan uniform, benda jatuh; Vektor
dalam kinematika: Vektor, penjumlahan vektor, vektor
satuan, kinematika vector, Gerak peluru,Gerak
melingkar: Hukum Newton : Hukum pertama Newton,
FISIKA I
(3 SKS Teori)
massa, Hukum Kedua Newton, Hukum Ketiga Newton,
Berat, gaya gravitasi, aplikasi Hukum Newton,
Gesekan bidang miring; Dinamika gerak melingkar :
Percepatan sentrifugal, Hukum Newton untuk gravitasi
umum, gravitasi dekat permukaan bumi, Hukumhukum Kepler; Kerja dan Energi : Kerja dari gaya tetap,
perkalian skalar dari dua vektor, kerja dari gaya tidak
tetap, Energi Kinetik dan Energi Potensial; Konservasi
Energi: Hukum Konservasi Energi, Energi Potensial
Gravitasi, Escape velocity; Kekekalan momentum,
Pusat massa, Gerak translasi, momentum dan gaya,
1

2. 28/10/2011
FISIKA I
(3 SKS Teori)
kekekalan energi dan kekekalan momentum,
Tumbukan, Impuls, Kekekalan Energi dan kekekalan
momentum pada tumbukan; Gerak rotasi terhadap
sebuah sumbu: Sudut, kecepatan anguler, percepatan
anguler, Torque, momen inertia, Energi kinetik rotasi ;
Fluida diam : Kerapatan, tekanan, gravitasi dan
tekanan, Hukum Archimedes; Hidrodinamika :
Persamaan Kontinuitas, persamaan Bernouli,
Viskositas; Gerak Osilasi: Osilasi pegas, Gerak
Harmonik sederhana, pendulum, gerak gelombang.
FISIKA I
(3 SKS Teori)
Materi kuliah tersebut disampaikan dalam 14 kali acara
tatap muka perkuliahan dan diatur penyampaiannya
dalam SAP (Satuan Acara Perkuliahan).
SAP Fisika I
(3 SKS Teori)
2

3. 28/10/2011
Apakah Fisika itu?
Physics, major science, dealing with the fundamental
constituents of the universe, the forces they exert on
one another, and the results produced by these forces.
Sometimes in modern physics a more sophisticated
approach is taken that incorporates elements of the
three areas listed above; it relates to the laws of
symmetry and conservation, such as those pertaining
to energy, momentum, charge, and parity.
(Microsoft Encarta Reference Library, 2005).
Apakah Fisika itu?
Fisika adalah ilmu yg berhubungan dengan materi dan
energi; hukum-hukum yg mengatur gerakan partikel
dan gelombang; interaksi antar partikel; sifat2 molekul,
atom dan inti atom; sistem yg berskala lebih besar spt
gas, cairan dan zat padat.
Beberapa ahli menganggap fisika sbg sains atau ilmu
pengetahuan paling fundamental karena merupakan
dasar dari semua bidang sains yg lain.
(Paul A. Tipler, 1991, Physics for Scientists and
Engineers, Worth Publisher)
3

4. 28/10/2011
Apakah Fisika itu?
Fisika adalah ilmu yg paling mendasar, krn berhubungan dg perilaku dan struktur benda. Bidang fisika biasanya dibagi menjadi gerak, fluida, panas, bunyi, cahaya,
listrik dan magnet, serta topik2 modern spt relativitas,
struktur atom, fisika zat padat, fisika nuklir, partikel
elementer, dan astrofisika.
(Douglas C. Giancoli, 1998, Physics: Principles with
Applications, Prentice-Hall Inc.)
Apakah Fisika itu?
Fisika berasal dari istilah Yunani yg berarti “alam”, oleh
karena itu fisika merupakan suatu ilmu yg ditujukan
untuk mempelajari semua gejala alam, mempelajari
komponen materi dan saling interaksinya. Dg menggunakan pengertian interaksi ini ilmuwan dpt menerangkan sifat materi suatu benda, sebagaimana gejala
alam lain yg diamati.
(Marcelo Alonso dan Edward J. Finn, 1980,
Fundamental University Physics, Addison-Wesley
Publishing Co Inc.)
4

5. 28/10/2011
Satuan
Hukum-hukum Fisika menyatakan hubungan besaran2
fisik spt: panjang, waktu, gaya, energi dan suhu. → Utk
mendefinisikan besaran2 tsb secara tepat dan
mengukurnya secara teliti diperlukan satuan.
Semua besaran fisik dpt dinyatakan dlm besaran
pokok. Misalnya, satuan kecepatan = satuan panjang /
satuan waktu.
Sistem satuan yg digunakan secara universal dlm
masyarakat ilmiah adalah Sistem Internasional (SI).
Satuan
Satuan standar utk panjang disebut meter (m)
Dahulu → 1 m didefinisikan sbg jarak antara dua
goresan yg dibuat pd sebuah batang logam campuran
platinum-iridium yg disimpan di International Bureau of
Weights and Measures di Sevres, Perancis (Panjang
ini dipilih agar jarak dr khatulistiwa ke Kutub Utara
sepanjang meridian yg melalui Paris = 10 juta m)
Sekarang → 1 m didefinisikan sbg panjang gel radiasi
EM yg dipancarkan oleh isotop 86Kr dlm transisinya ant
keadaan 2p10 ke 5d5. Radiasi ini mudah dideteksi krn
muncul sbg grs merah dlm spektrum sinar tampak
isotop tsb.
5

6. 28/10/2011
Satuan
After the Treaty of the Meter had been signed in 1875, the International
Bureau of Weights and Measures (BIPM) in Sevres, France made 30
prototype line standards of platinum-iridium.
//museum.nist.gov/object.asp?ObjID=37
Satuan
Satuan standar utk waktu disebut sekon (s)
Dahulu → 1 s didefinisikan sbg 1/86.400 dari lamanya
hari matahari rata-rata (selang waktu berurutan dua
lintasan matahari pd suatu titik di atas bumi, yg diratarata selama satu tahun)
Sekarang → 1 s didefinisikan sbg selang waktu dalam
9.192.631.770 periode radiasi yg dihasilkan oleh
transisi ant dua tingkat hiperfin dr keadaan dasar atom
133Cs (Caesium)
6

7. 28/10/2011
Satuan
Dr. Louis Marmet and the Cesium
Fountain Clock, NRC's next generation
time standard.
Sir Sanford Fleming, the Father of
Standard Time
Satuan
Satuan standar utk massa disebut kilogram (kg)
Dahulu → 1 kg didefinisikan sbg massa sebuah balok
logam yg terbuat dari campuran platinum-iridium yg
disimpan di International Bureau of Weights and
Measures di Sevres, Perancis.
Sekarang → 1 kg didefinisikan sbg 1/1000 m 3 air pada
temperatur 4 ºC.
7

8. 28/10/2011
Satuan
Standard Kilogram Mass, one of
40 made in 1884 which were
exact copies of the international
prototype kilogram kept at the
Bureau International des Poids et
Mesures in Sèvres, France
//cabinet-of-wonders.blogspot.com/2010/09/if-we-only-had-twelve-fingers.html
Sistem Internasional (SI)
Dlm SI ada 7 satuan standar utk 7 besaran dasar
Besaran dasar
Satuan Standar dlm SI
Panjang
meter (m)
Waktu
sekon (s)
Massa
kilogram (kg)
Temperatur
kelvin (K) dulu derajat kelvin (ºK)
Arus listrik
ampere (A)
Jumlah zat
mole (mol)
Intensitas penyinaran candela (cd)
8

9. 28/10/2011
Satuan
Satuan-satuan besaran fisik lainnya (besaran turunan)
dpt dinyatakan dg satuan dasar SI, misalnya:
Besaran turunan
Satuan Standar dlm SI
Kecepatan
m/s
Percepatan
m/s2
Gaya
kg.m/s2 → newton (N)
Energi
kg.m2/s2 = N.m → joule (J)
Daya
kg.m2/s3 = N.m/s = J/s → watt (W).
Dimensi
Luas suatu empat persegi panjang = panjang (dlm m)
dikalikan lebar (dlm m) → Satuan luas disebut meter
persegi (m 2).
Dlm penulisan dimensi besaran fisik → dimensi luas
ditulis sbg L2.
Kecepatan = panjang jarak (dlm m) dibagi dg waktu
(dlm s).
Dlm penulisan dimensi besaran fisik → dimensi kecepatan ditulis sbg L/T atau LT -1.
9

10. 28/10/2011
Satuan
Satuan-satuan besaran fisik lainnya (besaran turunan)
dpt dinyatakan dg satuan dasar SI, misalnya:
Besaran turunan
Penulisan Dimensi
Kecepatan (m/s)
L/T = LT -1
Percepatan (m/s2)
L/T 2 = LT -2
Gaya (kg.m/s2 = N)
ML/T 2 = MLT -2
Energi (kg.m 2/s2 = N.m = J)
ML2/T 2 = ML2T -2
Daya (kg.m 2/s3 = N.m/s = W) ML2/T 3 = ML2T -3
L = length, T = time, M = mass
Konversi Satuan
SI (Sistem Internasional) dahulu disebut sbg sistem
satuan mks (meter kilogram sekon). Selain SI ada
sistem satuan lain, misalnya:
Sistem satuan cgs (centimeter gram sekon) → 1 cm =
0,01 m, 1g = 0,001 kg,
Sistem satuan satuan British (ft slug second) → 1 ft =
12 inci = 30,48 cm, 1 slug = 14,59 kg, 1 lb = 4,4482 N.
Karena besaran fisika terdiri atas bilangan dan satuan,
mk dlm proses +, -, x dan :, satuannya harus diperlakukan spt bilangannya.
10

11. 28/10/2011
Konversi Satuan
Contoh 1: Mobil bergerak dengan kecapatan konstan
80 km/jam. Brp jarak yg ditempuh selama 3 jam?
x  v  t  80
km
 3 jam  240 km
jam
Contoh 2: Mobil bergerak dengan kecapatan konstan
90 km/jam. Brp kecepatannya jika dinyatakan dlm m/s
dan mil/jam? → (1 mil = 1,61 km).
v  90
km
(1 / 1,61)mil
 90 
 55,9 mil / jam
jam
jam
Notasi Ilmiah
Perhitungan bilangan2 yg sangat besar atau sangat
kecil dpt disederhanakan dg menggunakan “notasi
ilmiah”. Dlm notasi ini sebuah bilangan ditulis sbg hasil
kali suatu bilangan ant 1 – 10 dg pangkat dr bilangan
10. Contoh:
Penulisan biasa
Notasi ilmiah
12.000.000
1,2 x 107
150.000.000.000
1,5 x 1011
0,00028
2,8 x 10-4
0,0000000037
3,7 x 10-9
11

12. 28/10/2011
Notasi Ilmiah
Bilangan 10 berikut pangkatnya disebut eksponen.
• Dlm penjumlahan atau pengurangan → eksponen
hrs disamakan dulu.
• Dlm perkalian → eksponen dijumlah
• Dlm pembagian → eksponen dikurangi.
Contoh:
Dg notasi ilmiah hitunglah:
a. (2,50 x 107).(1,90 x 10-3) =
b. (1,200 x 102) + (8 x 10-1) =
Angka Signifikan
Bilangan2 dlm fisika mrpk hasil pengukuran → ada
ketidakpastiannya yg bergantung pd pelaksanaan
eksperimen fisika tsb.
Panjang meja adalah 2,50 m artinya panjangnya ant
2,495 – 2,505 m.
Jika dikatakan lebar sungai adalah 9,5 m artinya
lebarnya ant 9,45 – 9,55 m
Digit yg diketahui yg dpt dipastikan (selain angka
nol yg dipakai utk menetapkan letak koma) disebut
angka signifikan.
12

13. 28/10/2011
Angka Signifikan
Contoh:
Bilangan
Banyaknya angka
signifikan
2,50
3
2,503
4
0,00103 = 1,03 x 10-3
3
0,000000027 = 2,7 x 10-8
2
Angka Signifikan
Banyaknya angka signifikan pd hasil perkalian atau
pembagian tidaklah lebih besar dari pada jumlah
terkecil angka signifikan dlm masing2 bilangan yg
terlibat dlm perkalian atau pembagian tsb.
Contoh:
Radius suatu lapangan bermain yg berbentuk lingkaran diukur secara kasar dg meteran sederhana, diperoleh hasil r = 8 m. Mk luas lingkaran tsb:
A = π.r2 = 3,141592654 x 64 m 2 = 201,0619298 m 2, mk
sebenarnya cukup ditulis A = 201 m 2 (tidak ada angka
signifikan di belakang koma)
13

14. 28/10/2011
Angka Signifikan
Hasil penjumlahan atau pengurangan dua bilangan
tidak akan mempunyai angka signifikan di luar
tempat desimal terakhir di mana kedua bilangan
asal memiliki angka signifikan.
Contoh:
Hitunglah jumlah 1,040 dan 0,2134.
1,040 → 3 angka signifikan di belakang koma
0,2134 → 4 angka signifikan di belakang koma.
Jumlahnya hanya dpt memiliki 3 angka signifikan di
belakang koma.
1,040 + 0,2134 = 1,253
Orde Magnitudo
Dlm melakukan perhitungan kasar atau pembandingan, kadang2 dilakukan pembulatan suatu
bilangan ke pangkat terdekat dari bilangan 10.
Bilangan semacam itu disebut orde magnitudo.
Contoh 1: ukuran seekor semut = 8 x 10-4 m ≈ 10-3 m.
→ Dikatakan bhw orde magnitudo ukuran semut tsb
adalah 10-3 m.
Contoh 2: Tinggi kebanyakan manusia sekitar 2 m →
Dikatakan bhw orde magnitudo tinggi manusia adalah
100 m, artinya artinya lebih dekat ke 100 m dari pada
101 m atau 10-1 m.
14

15. 28/10/2011
Orde Magnitudo
Orde magnitudo tidak memberikan digit apapun yg
diketahui secara pasti. Orde magnitudo dpt dianggap
sbg tidak memiliki angka signifikan.
Dalam banyak hal, orde magnitudo suatu besaran dpt
diperkirakan dg menggunakan asumsi yg masuk akal
dan perhitungan sederhana. Fisikawan Enrico Fermi
adalah seorang ahli dlm memberikan jawaban pendekatan utk pertanyaan yg tampaknya mustahil dijawab
krn terbatasnya informasi yg tersedia. Pertanyaan spt
itu sering dinamakan pertanyaan Fermi.
Orde Magnitudo
Contoh pertanyaan Fermi: Berapa ketebalan karet ban
mobil akan aus setelah menempuh jarak 1 km?
Jawaban Fermi: Anggap ketebalan ban baru adalah 1
cm. Ini mungkin salah dg faktor 2 atau lebih, tetapi 1
mm jelas terlalu tipis dan 10 cm terlalu tebal. Krn ban
mobil hrs diganti setelah menempuh jarak 60.000 km,
mk ketebalan yg aus setelah menempuh jarak 1 km
adalah:
1 cm
 1,7  105 cm / km  2  105 cm / km  0,2 m / km
60.000 km
15

16. 28/10/2011
Orde Magnitudo
Orde magnitudo panjang bbrp benda:
Panjang
m
Radius proton
10-15
Radius bumi
107
Radius atom
10-10
Jarak bumi-bulan
109
Radius virus
10-7
Jarak bumi-mthr
1011
Radius tata-surya
1013
R amuba raksasa 10-4
Panjang
m
Radius biji kenari
10-2
Jarak bumibintang terdekat
1016
Tinggi manusia
100
Radius galaksi
1021
Gunung tertinggi
104
Radius universe
1026
Orde Magnitudo
Orde magnitudo massa bbrp benda:
Massa
kg
Massa
kg
Elektron
10-30
Semut
10-2
Proton
10-27
Manusia
102
Asam amino
10-25
Roket Saturnus-5
106
Hemoglobin
10-22
Piramida
1010
Virus flu
10-19
Bumi
1024
Amuba raksasa
10-8
Matahari
1030
Tetes hujan
10-6
Galaksi
1041
16

17. 28/10/2011
Orde Magnitudo
Orde magnitudo bbrp selang waktu:
Selang waktu
Sekon
Cahaya menembus inti
10-23
Periode radiasi sinar tampak
10-15
Periode gelombang mikro
10-10
Waktu-paruh muon
10-6
Periode maks bunyi yg masih terdengar
10-4
Periode denyut jantung manusia
100
Waktu-paruh neutron bebas
103
Orde Magnitudo
Orde magnitudo bbrp selang waktu:
Selang waktu
Sekon
Periode rotasi bumi (1 hari)
105
Periode revolusi bumi (1 tahun)
107
Umur manusia
109
Waktu-paruh plutonium-239
1012
Umur jalur pegunungan
1015
Umur bumi
1017
Umur alam semesta
1018
17

18. 28/10/2011
Awalan2 utk Pangkat Bilangan 10
Kelipatan
1018
1015
1012
109
106
103
102
101
Awalan
eksa
peta
tera
giga
mega
kilo
hekto
deka
Singkatan
E
P
T
G
M
K
H
da
Awalan2 utk Pangkat Bilangan 10
Kelipatan
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
Awalan
desi
centi
mili
mikro
nano
piko
femto
atto
Singkatan
d
c
m
μ
n
p
f
a
18

19. 28/10/2011
Alfabet Yunani
α
A
alfa
β
γ
B
Γ
beta
gamma
δ
ε
Δ
E
delta
epsilon
δ
Z
zeta
ε
H
eta
ζ
Θ
theta
η
I
iota
θ
K
kappa
ι
κ
Λ
M
Lambda
mu
Alfabet Yunani
λ
μ
ν
π
ξ
ζ
η
υ
N
Ξ
O
Π
P
Σ
T
Y
nu
xi
omikron
pi
rho
sigma
tau
upsilon
θ
Φ
phie
χ
Χ
chi
ψ
Ψ
lambda
ω
Ω
omega
19