Dokumen tersebut merangkum bab-bab dari buku Dasar-Dasar Fisika karya Paul A. Tipler tentang sistem pengukuran, gerak satu dimensi, gerak dua dan tiga dimensi, serta hukum pertama Newton.

1. 1
TUGAS MANDIRI
(Rangkuman Buku Dasar-Dasar Fisika Karya Paul A. Tipler)
RANGKUMAN
Ditujukan untuk memenuhi salah satu tugas mandiri mata kuliah fisika
di Universitas Putera Batam
Disusun Oleh :
AI NURHANDAYANI
NPM. 130210195
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
UNIVERSITAS PUTERA BATAM

2. 2
BATAM
2013
Kata Pengantar
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta
hidayah-Nya terutama nikmat kesempatan dan kesehatan bagi penulis untuk
menyelesaikan tugas mata kuliah “Fisika”. Kemudian shalawat serta salam kita
sampaikan kepada Nabi besar kita yaitu Nabi Muhammad SAW yang telah
memberikan pedoman hidup yakni Al Quran dan sunnah untuk keselamatan umat
didunia.
Makalah ini merupan salah satu tugas mata kuliah Fisika teknik informatika
yang berada dilingkungan Universitas Putera Batam. Selanjutnya penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu Nurlinda Ayu Triwuri,
S.T., M.Eng. selaku pembimbing mata kuliah fisika dan segenap pihak yang telah
memberikan bimbingan dan arahan selama pembuatan makalah ini.
Akhirnya penulis menyadari bahwa banyak sekali kekurangan-
kekurangan dalam penulisan makalah ini, maka dari itu penulis nengharapkan
kritik dan saran yang konstruktif dari para pembaca demi kesempurnaan makalah
ini.
Batam, Oktober 2013
Penulis

3. 3
PENDAHULUAN

4. 4
BAB II
DASAR TEORI
 BAB I
1. Sistem Pengukuran
Pengukuran merupakan suatu proses membandingkan suatu besaran dengan
besaran lain yang dipakai sebagai satuan. Satuan adalah pembanding didalam
pengukuran
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dalam
angka. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan/ditentukan
terlebih dahulu. Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari
besaran pokok. Dimensi adalah cara menyatakan suatu besaran tersusun dari besaran
pokok.

5. 5
Sistem satuan yang digunakan secara universal dalam masyara
kat ilmiah adalah Sistem Internasional (SI).
Tabel Besaran dan Satuan.
Tabel Besaran Pokok
Tabel Besaran Turunan

6. 6
Satuan didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran.
Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran
yang berbeda mempunyai satuan yang sama.
Notasi ilmiah adalah suatu bilangan yang ditulis sebagai hasil kali suatu
bilangan antara 1 dan 10 dengan pangkat dari bilangan 10, seperti 102
(=100) atau 103
(1000).
Contoh :
11010
10
10
1000
1000
033
3
3
 
Suatu aturan umum yang harus diikuti jika mengkalikan atau membagi
berbagai bilangan adalah :
1 tahun = 3,156 x 107
detik
1 jam = 3600 detik
1 hari = 8,640 x 104
detik
1 menit = 60 detik
Contoh :
kmjx
j
okm
vtx 2403
8

1km = 1000 m
1 m = 100 cm
1 kg = 1000 g
1 kg = 10 ons

7. 7
“ Jumlah angka signifikan pada hasil perkalian atau pembagian tidaklah lebih
besar daripada jumlah terkecil angka signifikan dalam masing-masing bilangan
yang terlibat dalam perkalian atau pembagian”
Suatu bilangan yang dibulatkan kepangkay terdekat dari bilangan pokok 10
disebut magnitudo. Orde magnitudo suatu besaran seringkali dapat diperkirakan
dengan menggunakan asumsi yang masuk akal dan dengan perhitungan sederhana.
 BAB II
2. Gerakan Satu Dimensi
 Kelajuan rata-rata partikel didefinisikan sebagai perbandingan jarak total
yang ditempuh terhhadapp waktu total yang dibutuhkan.
V=
𝑠
𝑡
Keterangan :
V = Kelajuan rata—rata (m
/s)
s = Jarak total (m)
t = Waktu total (sekon)
 Perpindahan adalah perubahan posisi partikel x2-x1.
∆x = x2 - x1
Keterangan :
∆x = Perpindahan
X2 = Jarak kedua
X1 = Jarak awal
∆𝑡∆𝑥 dan selang waktu ∆𝑡 = t2 - t1.

8. 8
 Definisi kecepatan rata-rata :
𝑣rata-rata =
∆𝑥
∆𝑡
=
𝑥2−𝑥 1
𝑡2−𝑡1
Keterangan : Perpindahan kecepatan
rata-rata dapat bernilai positif atau
negativ bergantung apakah nilai x2 lebih
besar atau lebih kecil dari x1. Nilai positif
menyatakan gerakan ke kanan dan nilai
negativ menyatakan gerakan ke kiri .
.
Kecepatan sesaat dapat dihitung apabila terjadi persamaan posisi sebagai
fungsi dari waktu.
Contoh;
Seekor siput berada di 1x =18mm pada 1t =2s dan belakangan ditemukan di 2x =1
4mm pada 2t =7s. cari perpindahan dan kecepatan rata-rata siput itu untuk selang
waktu terrsebut.
Jawab :
Perpindahan: x = 2x - 1x =14mm – 18mmm= -4mm
Kecepatan rata-rata rataratav  =
t
x


=
2
2
t
x
-
1
1
t
x
=
s
mm
7
14
-
s
mm
2
18
=
s
mm
5
4
= 8,8 mm/s.
Kecepatan sesaat adalah limit rasio ∆𝑥 / ∆𝑡 jika ∆𝑡 mendekati nol.
𝑙𝑖𝑚
∆𝑡→0
∆𝑥
∆𝑡
= kemiringan yang menyinggung kurva x terhadap t

9. 9
Limit ini dinamakan tururnan x terhadap t . Dalam notasi kalkulus turunan bias
disebut dx / dt :
Percepatan adalah bila kecepatan sesaat sebuah partikel berubah seiring
berubahnya waktu. Percepatan rata-rata untuk suatu selang waktu tertentu ∆𝑡 = 𝑡2-t1.
Didefinisikan sebagai rasio ∆𝑣/∆𝑡 = ∆v2-∆v1 adalah perubahan kecepatan sesaat
untuk selang waktu tersebut :
Rumus Percepatan rata-rata
𝑎 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 =
∆𝑣
∆𝑡
Ket :
𝑎 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = Percepatan m
/s
2
∆𝑡 = kecepatan waktu m
/s
∆𝑣= kecepatan sesaat
Contoh:
Sebuah mobil balap dapat diperpercepat dari 0 sampai 90km/j dalam 5s. berapakah
percepatan rata-rata selama periode ini?
Jawab:
Percepatan rata-rata
1j=3600s=3,6ks. Jadi 2
/5
6,3
1
.
18
sm
ks
j
x
sj
km

Percepatan sesaat adalah limit rasio ini jika selang waktu mendekati nol.
Percepatan sesaat adalah turunan v terhadap t, yang merupakan turunana kedua x
terhadap r :
lim
∆𝑡 →0
∆𝑥
∆
=
𝑑𝑥
𝑑𝑡
Kemiringan ini dapat positif (x bertambah) atau
negative (x berkurang). Jadi, kecepatan sesaat
mungkin bernilai positif atau negative. Besarnya
kecepatan sesaat dinamakan kelajuan sesaat.

10. 10
a =
𝑑𝑣
𝑑𝑡
=
𝑑 2𝑥
𝑑𝑡 2
Percepatan konstan berarti bahwa kemiringan kurva v terhadap t adalah
konstan yang artinya kecepatan berubah secara linear terhadap waktu. Jika nilai
kecepatan adalah v0 pada saat t = 0, nilai v pada saat t berikutnya diberikan oleh :
v = v0+at
Jika partikel memulai grerakan di x0 pada saat t = 0 dan posisinya adalah x pada saat t,
perpindahan ∆𝑥 =x-x0 diberikan oleh :
Jika v0 adalah kecepatan awal maka v kecepatan akhir maka kecepatan rata-
ratanya adalah
1
2
(v0 + v).
Vrata-rata =
1
2
(v0 + v).
Jadi perpindahannya adalah :
 BAB 3
3. Gerakan Dalam Dua dan Tiga Dimensi
Besaran yang mempunyai besaran dan arah, seperti perpindahan, kecepatan, dan
percepatan adalah besaran vector.
∆𝑥 = vrata-rata t
∆𝑥 = vrata-rata t =
1
2
(v0 + v).

11. 11
Vektor dapat dijumlahkan secara grafik dengan menempatkan ekor salah satu
vektor pada kepala vektor yang lain dan dengan menggambarkan vektor resultan dari
ekor vektor yang pertama ke kepala vektor yang kedua. Mengurangkan sebuah vektor
dengan vektor B sama dengan menjumlahkan vektor dengan –B, dimana –B adalah
vektor dengan besar yang sama dengan B tapi dalam arah yang berlawanan.
Vektor dapat dijumlahkan secara analisis dengan terlebih dahulu mancarai
komponen vektor-vektor yang diberikan oleh :
Ax = A cos 𝜃
Ay = A sin 𝜃
Dengan 𝜃 adalah sudut dengan antara A dan sumbu x. komponen x vektor
result adalah jumlah komponen x masing-masing vektor, dan komponen y nya adalah
jumlah komponen yang masing-masing vektor.
Vektor posisi x menunjukan dari titik semabarang ke posisi partikel. Dalam
selang waktu ∆𝑡, r berubah sebesar ∆𝑟. Vektor kecepatan v adalah kecepatan
perubahan vektor posisi. Besarnya adalah kelajuan dan arahnya menunjuk kearah
gerakan, tangensial pada kurva yang dilewati partikel. Vektor kecpatan sesaat
diberikan oleh :
𝑣 = lim
∆𝑡→0
∆𝑟
∆𝑡
=
𝑑𝑟
𝑑𝑡
Vektor perpindahan adalah laju perubahan vektor kecepatan. Vektor
percepatan sesaat diberikan oleh :
𝑎 = lim
∆𝑡→0
∆𝑟
∆𝑡
=
𝑑𝑟
𝑑𝑡
Sebuah partikel dipercepat jika vektor kecepatannya berubah besar atau arahnya, atau
keduanya.
Jika sebuah partikel yang bergerak dengan keepatan VpA relative terhadap
sistem koordinat A., yang selanjutnya bergerak dengan kecepatan VAB relatif
terhadap sisten koordinat B lain. Kecepatan relative terhadap B adalah :

12. 12
VpB = VpA + VAB
Pada gaya proyektil, gerakan horizontal dan vertikal adalah saling bebas.
Gerakan horizontal mempunyai kecepatan konstan yang bernilai sama dengan
komponen horizontal kecepatan awal :
Vx = v0x = v0 cos 𝜃
∆𝑥 = 𝑣0xt
Gerakan vertikal sama dengan gerakan satu dimensi dengan gerakan konstan
akibat gravitasi g .dan berarah kebawah :
Vy = V0y – gt
∆𝑥 = 𝑉0yt -
1
2
gr2
Jarak total yang ditempuh Oleh proyektil, dinamakan jangkauan R, didapatkan
dengan mula-mula mencari waktuu total proyektil berada di udara dan kemudian
mengallikan waktu ini dengan komponen kecepatan horizontal yang bernilai konstan.
Untuk kasus istimewa dimana ketingiian awal dan akhir adalah sama, jangkauan
dihubungkan dengan sudut lemparan 𝜃 oleh persamaan :
𝑅 =
𝑣02
𝑔
sin 2𝜃
Dan bernilai maksimum pada 𝜃 = 45°
Bila sebuah benda bergerak dalam sebuah lingkaran dengan kelajuan konstan,
benda dipercepat karena kecepatannya berubah arah. Percepatan ini dinamakan
percepatan sentripental dan mengarah ke pusat lingkaran. Besar percepatan
sentripental adalah :
a =
𝑣2
𝑟

13. 13
Dengan v adalah kelajuan dan r adalah jari-jari.
 BAB 4
4. Hukum I Newton
Versi modern hukum Newton adalah sebagai berikut :
Hukum I
“ Sebuah benda tetap pada keadaan awalnya yang diam atau bergerak dengan
kecepatan sama kecuali ia dipengaruhi oleh suatu gaya tak seimbang, atau
gaya eksternal netto. (gaya netto yang bekerja pada sebuah benda juga
dinamakan gaya resultan, adalah jumlah vektor semua gaya yang bekerja
padanya : Fneto = Σ𝐹 )
Hukum pertama Newton : Hukum kelembaban
Hukum ini sering juga disebut sebagai hukum inersia (kelembaman).
Hukum I Newton berbunyi “Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan
nol, maka benda yang mula-mula diam akan terus diam. Sedangkan, benda
yang mula-mula bergerak, akan terus bergerak dengan kecepatan tetap”.
Pernyataan Hukum I Newton ini secara matematis dapat dituliskan sebagai: ?F
= 0 (Jumlah dari semua gaya yang bekerja sama dengan nol.)
Contoh:
I. Penumpang akan serasa terdorong kedepan saat mobil yang bergerak
cepat direm mendadak.
II. Koin yang berada di atas kertas di meja akan tetap disana ketika kertas
ditarik secara cepat.
III. Ayunan bandul sederhana.
IV. Pemakaian roda gila pada mesin mobil.

14. 14
Hukum II
“Percepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan massanya dan
sebanding dengan gaya ekternal neto yang bekerja padanya :
𝑎 =
𝐹𝑛𝑒𝑡
𝑚
Atau,
𝐹𝑛𝑒𝑡𝑜 = 𝑚. 𝑎
 Gaya adalah suatu pengaruh pada suatu benda yang menyebabkan
benda mengubah kecepatanya.
 Massa adalah sifat intrinsik sebuah benda yang mengukur resstensinya
terhadap percepatan. Rasio dua massa dapat didefinisikan sebagai
berikut. Jika gaya F dikerjakan pada benda bermassa m1 dan
menghasilkan percepatan a1, maka :
F = m1 a1
Jika gaya yang sama yang dikerjakan pada benda kedua yang
massanya m2 dan menghasilkan percepatan a2 maka :
F = m1a1 = m2a2
Atau,
jadi rasio massa dua benda didefinikan deangan menerapkan gaya yang
sama pada masing-masing benda dan membanding percepatannya,
definisi ini sesuai dengan konsep intuitif kita tentang massa.
Gaya yang paling sering digunakan adalah gaya tarikan gravitasi bumi.
Didekat permukaan bumi, g mempunyai nilai :
g = 9.81 N/kg = 9.81 m/s2
Kita dapat menulis gaya gravitasi Fg pada benda bersama m sebagai :
Fg = ma
𝑚2
𝑚1
=
𝑎1
𝑎2

15. 15
Dengan menggunakan a=g dan menulis w untuk gaya gravitasi, kita dapatkan :
w= mg
karena 1 N menghasilkan percepatan 1 m/s2
. jika gaya itu bekerja pada benda
1 kg, dari F=ma kita dapatkan :
satuan gaya = newton
satuan massa = kilogram
Hukum III
“Gaya-gaya selalu terjadi berpasangan. Jika benda A memberikan gaya pada
benda B, gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan diberikan oleh
benda B pada benda A”
 Gaya-gaya di alam :
Gaya-gaya fundamental
Berbagai macam gaya yang diamati dapat dijelaskan lewat empat
interaksi dasar yang terjadi antara partikel-partikel elementer :
1. Gaya gravitasi
2. Gaya elektromagnetik
3. Gaya nuklir kuat (juga dinamakan gaya hadrolik)
4. Gaya nuklir lemah
o Kelembaman(kerangka acuan)
Sebuah kerangka acuan dimana hukum-hukum newton berlaku dinamakan
kerangka acuan inersia. Setiap kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan
konstan relatif terhadap kerangka acuan inersia merupakan sebuah kerangka acuan
inersianjuga. Sebuah kerangka acuan yang dipercepat relatif terhadap kerangka inersia
bukan kerangka acuan inersia. Sebuah kerangka acuan yang dikaitkan kebumi hamper
berprilaku sebagai kerangka acuan inersia.
1 N = 1 kg m/s2

16. 16
o Gaya dan Massa
Gaya adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda
mengubah kecepatannya, artinya, dipercepat. Gaya 1 newton (N) adalah gaya yang
menghasilkan percepatan 1 2
/sm pada benda standar dengan massa 1 kilogram (Kg).
 BAB 5
5. Hukum II Newton
Perhatikan bahwa hubungan antara gaya normal dan gaya gesekan
pada persamaan di atas hanya untuk besarnya saja. Arah kedua gaya tersebut
selalu saling tegak lurus satu dengan yang lain, sebagaimana diperlihatkan
pada gambar di bawah ini. Berikut ini keterangan untuk gambar di bawah : fk
adalah gaya gesekan kinetik, fs adalah gaya gesekan statik, F adalah gaya tarik,
N adalah gaya normal, w adalah gaya berat, m adalah massa, g adalah
percepatan gravitasi.

17. 17
 BAB 6
6. Kerja Dan Energi
Kerja adalah besaran scalar yang bernilai positif bila Δ𝑥 dan F
mempunyai tanda yang sama dan bernilai negative jika mereka tanda
yang berlawanan.
𝑊 = 𝐹 cos θ ∆x∆ = Fx ∆𝑥
𝑊 = 𝐹 × 𝑠
Jika gaya yang bekerja tidak searah dengan arah gerak benda, maka
besarnya kerja yang dilakukan pada benda adalah :
𝑊 = (𝐹𝑐𝑜𝑠 𝛼) × 𝑠
Jika 𝛼 = 90°, maka nilai 𝐹 cos 𝛼 adalah nol, sehingga tidak ada kerja
yang dilakukan selama gerakan.

18. 18