Fisika Dasar I


:: Identitas Matakuliah ::

Nama Matakuliah : Fisika Dasar I
Kode : FI-1104
Beban Studi : 3 (2-1) SKS
Semester : 1 (Satu)
Kelompok : Matakuliah Wajib
Program Studi : Fisika
Prasyarat : Tidak ada
Kelas/Waktu/Ruang : TPB (SNT-03) / Senin / 14.50-16.30 (GKB R.205)
TPB (SNT-26) / Kamis / 07.00-08.40 (GKB R.201)
Dosen Pengampu : Syamsuddin, S.Si., M.T.

:: Materi/Pokok Bahasan ::

Konsep-konsep dasar Fisika, sistem satuan, aljabar vektor dan penerapannya dalam kinematika, pokok-pokok mekanika Newton, usaha dan energi, momentum linier dan impuls, torsi dan momentum sudut. Hukum kekekalan energi dan momentum linear. Dinamika dalam kerangka acuan bergerak, gerak relativistik, gerak dalam kerangka berputar dan gaya-gaya fantasi. Ayunan selaras sederhana, teredam dan terpaksa, resonansi. Mekanika benda tegar. Medan gravitasi dan gerak Kepler. Termofisika dasar: Teori Kinetika Materi, hukum Termodinamika 1 dan 2 serta penerapannya untuk gas, mesin kalor, mesin pendingin, mesin uap, motor bakar dan transisi fase.

:: Ketentuan Perkuliahan ::

  1. Kehadiran
    • Mahasiswa wajib mengikuti perkuliahan FI-1104 selama satu semester. Ketidakhadiran tanpa alasan tidak boleh lebih dari 20%;
    • Jika syarat kehadiran tidak dipenuhi (kurang dari 80%) maka dinyatakan tidak lulus (mendapat nilai akhir E);
    • Alasan ketidakhadiran karena sakit/ijin hanya bisa diterima jika ada surat keterangan dari dokter yang diserahkan segera kepada dosen pembina;
    • Jika mahasiswa tidak dapat hadir kuliah, harap segera dikonfirmasikan secara tertulis kepada dosen pembina.
  2. Penilaian/Evaluasi
    • Penilaian/evaluasi didasarkan pada: (a) Tugas, Kehadiran, dan Keaktifan selama KBM; (b) Ujian Kuis dan PR; (c) Ujian Mid-Term (UTS); (d) Ujian Final Term (UAS); dan (e) Nilai Praktikum.
    • Nilai akhir dihitung berdasarkan nilai tugas/PR, nilai kuis, nilai ujian, dan nilai praktikum. Jika mahasiswa tidak mengikuti ujian tanpa alasan yang dapat diterima, maka nilai ujian tersebut sama dengan nol.
    • Tugas/PR/Kuis diberikan setiap selesai tatap muka atau setiap selesai materi/sub-materi kuliah tertentu, sedangkan Ujian diberikan sebanyak 2 (dua) kali (UTS dan UAS), dimana jadwal ujiannya diatur tersendiri oleh fakultas.
    • Nilai akhir dihitung menggunakan Penilaian Acuan Pokok (PAP) dengan rumus sbb :

      NA = 33% PR + 67% (20% U1 + 30% U2 + 50% U3)

      dimana:
      NA : nilai akhir
      U1 : nilai Tugas/Kuis/PR
      U2 : nilai ujian 1 (Mid-test/UTS)
      U3 : nilai ujian 2 (Ujian Akhir/UAS)
      PR : nilai praktikum.

      dengan grade nilai sebagai berikut:
      80 - 100 : A
      72 - 79 : B+
      65 - 71 : B
      60 - 64 : C+
      56 - 59 : C
      50 - 55 : D+
      46 - 49 : D
      00 - 45 : E
    • Mahasiswa yang tidak mengikuti salah satu ujian (U2 atau U3) dengan alasan yang bisa diterima, dapat mengikuti ujian susulan setelah mendapat surat persetujuan dari PD1.
  3. Tugas, PR, dan Kuis
    • Tugas, PR, dan Kuis akan diberikan langsung oleh dosen pembina dan hasil pekerjaan mahasiswa dikumpulkan di Program Studi Fisika sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan. Tugas/PR yang dikumpulkan melebihi waktu yang telah dijadwalkan tidak akan diperiksa dan nilainya nol.
    • Kuis akan diberikan oleh dosen pembina sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan.
  4. Lain-lain
    • Program Studi Fisika hanya akan memberikan ujian sesuai dengan jadwal dan aturan yang telah ditentukan fakultas. Dalam situasi dan kondisi apapun, Program Studi Fisika tidak akan mengadakan ujian susulan maupun ujian khusus.
    • Program Studi Fisika tidak akan memberikan toleransi bagi mahasiswa yang melakukan ketidakjujuran akademik dan non-akademik (misalnya berhubungan dengan daftar hadir, menyontek, dll). Sangsi terberat (maksimum) nilai akhir adalah E.
    • Untuk informasi perkuliahan FI-1104/Fisika Dasar 1 dapat dilihat pada papan pengumuman Program Studi Fisika Unram.

:: Silabus/Uraian Materi ::

Bagian I: MEKANIKA
  1. FISIKA DAN PENGUKURAN: Pentingnya Ilmu Fisika; Hubungan Ilmu Fisika dan ilmu lainnya; model, teori, dan hukum dalam ilmu fisika; besaran-besaran fisika; standar dan satuan, sistem satuan, perubahan satuan, Analisis Dimensi, pengukuran dan ketidakpastian, angka penting dan orde besaran
  2. GERAK SATU DIMENSI: Kerangka acuan dan sistem koordinat; Posisi dan Perpindahan, Kecepatan dan Laju; Percepatan; Diagram gerak; Gerak satu dimensi dengan percepatan tetap; Gerak jatuh bebas; analisis grafik gerak linear
  3. VEKTOR: Besaran Vektor dan Skalar; Penjumlahan Vektor: Metode Grafik; Pengurangan Vektor; Sifat-sifat Vektor; Komponen Vektor dan Vektor Satuan; Penjumlahan Vektor oleh Komponen; Vektor dan Hukum-hukum Fisika; Perkalian Vektor
  4. GERAK DUA & TIGA DIMENSI: Gerak Dua & Tiga Dimensi; Posisi dan Perpindahan, Vektor Kecepatan dan Percepatan; Gerak Dua atau Tiga Dimensi dengan Percepatan Tetap; Gerak Peluru; Gerak Melingkar Beraturan; Percepatan Tangensial dan Radial; Kecepatan dan Percepatan Relatif
  5. GERAK DAN GAYA: Konsep Gaya; Hukum Pertama Newton dan Kerangka Inersia; Massa; Hukum Kedua Newton; Gaya Gravitasi dan Berat; Beberapa Gaya Lain; Hukum Ketiga Newton; Diagram Benda Bebas; Aplikasi Hukum Newton; Gaya Gesek
  6. GERAK MELINGKAR DAN APLIKASI LAIN HUKUM NEWTON: Aplikasi Hukum Newton pada Gerak Melingkar Beraturan; Gerak Melingkar Tak Beraturan; Gerak dalam Kerangka yang Dipercepat; Gerak di Bawah Gaya Penghambat; Sentrifugasi
  7. USAHA DAN ENERGI KINETIK: Sistem dan Lingkungan; Usaha yang Dilakukan Gaya Tetap; Perkalian Skalar Dua Vektor; Usaha oleh Gaya Gravitasi; Usaha yang Dilakukan Gaya yang Berubah; Usaha yang Dilakukan Pegas; Energi Kinetik dan Usaha - Teorema Energi Kinetik; Sistem Tak Terisolasi - Kekekalan Energi; Keadaan yang Melibatkan Gesekan Kinetik; Daya; Energi pada Mobil
  8. ENERGI POTENSIAL & KEKEKALAN ENERGI: Energi Potensial Sistem; Medan Gaya Konservatif; Sistem Terisolasi -- Kekekalan Energi Mekanik; Penentuan Energi Potensial; Gaya Konservatif dan Tak-Konservatif; Perubahan Energi Mekanik untuk Gaya Tak-Konservatif; Hubungan antara Gaya Konservatif dan Energi Potensial; Usaha yang Dilakukan oleh Gaya Gesek; Massa dan Energi; Energi adalah Terkuantisasi/Paket; Diagram Energi dan Kesetimbangan Sistem
  9. MOMENTUM LINIER DAN TUMBUKAN: Sistem Partikel dan Kekekalan Momentum Linier; Impuls dan Momentum Linier; Tumbukan Satu-Dimensi; Tumbukan Dua-Dimensi; Pusat Massa; Hukum Kedua Newton untuk Sistem Partikel; Gerak Sistem Partikel; Kekekalan Energi dan Momentum dalam Tumbukan, Tumbukan Elastis Satu-Dimensi, Tumbukan Tak-Elastis Satu-Dimensi, Tumbukan Dua-Dimensi, Sistem dengan Massa Berubah (Dorongan pada Roket)
  10. GERAK ROTASI: Posisi, Kecepatan, dan Percepatan Sudut; Kinematika Rotasi: Gerak Rotasi dengan Percepatan Sudut Tetap; Hubungan Besaran Sudut dan Linier; Energi Kinetik Rotasi; Perhitungan Momen Inersia; Torsi; Hubungan Antara Torsi dan Percepatan Sudut; Usaha, Daya, dan Energi pada Gerak Rotasi; Gerak Menggelinding Benda Tegar; Kerangka Acuan Inersia dan Kerangka Acuan Non-Inersia, dan Gaya Coriolis
  11. MOMENTUM SUDUT: Perkalian Vektor dan Torsi; Momentum Sudut; Hukum Kedua Newton dalam Bentuk Sudut; Momentum Sudut pada Sistem Partikel; Momentum Sudut Benda Tegar yang Berotasi; Kekekalan Momentum Sudut; Gerak dari Giroskop; Momentum Sudut sebagai Besaran Dasar
  12. KESETIMBANGAN STATIS DAN ELASTISITAS: Keadaan Benda dalam Kesetimbangan; Syarat Kesetimbangan; Pusat Gravitasi; Contoh Benda Tegar pada Kesetimbangan Statik; Struktur Tak-Teratur; Stabilitas dan Keseimbangan Sifat Elastis Benda Padat -Elastisitas (Tegangan dan Regangan)
  13. GRAVITASI UNIVERSAL: Hukum Gravitasi Universal Newton; Mengukur Konstanta Gravitasi; Percepatan Jatuh Bebas dan Gaya Gravitasi; Hukum Kepler dan Gerak Planet; Medan Gravitasi; Energi Potensial Gravitasi; Pertimbangan Energi pada Gerak Planet dan Satelit; Einstein dan Gravitasi
  14. MEKANIKA FLUIDA: Kerapatan dan Gravitasi Khusus; Tekanan ; Variasi Tekanan dengan Kedalaman; Tekanan Atmosfer dan Tekanan Terukur, Prinsip Pascal; Pengukuran Tekanan; Gaya Apung dan Prinsip Archimedes; Viskositas; Tegangan Permukaan dan Kapilaritas; Dinamika Fluida Ideal (Laju Aliran dan Persamaan Kontinuitas); Persamaan Bernoulli dan Aplikasinya; Aplikasi Lain Dinamika Fluida

  15. Bagian II: OSILASI DAN GELOMBANG MEKANIK
  16. GERAK OSILASI: Gerak Benda yang Digantung pada Pegas; Penggambaran Gerak Harmonik Sederhana Secara Matematik; Energi Osilator Harmonik Sederhana; Periode dan Sifat Sinusoidal GHS; Perbandingan Gerak Harmonik Sederhana dengan Gerak Melingkar Beraturan; Bandul/Pendulum; Osilasi Teredam/Osilasi Terpaksa
  17. GERAK GELOMBANG (GELOMBANG BERJALAN): Perambatan Gangguan; Jenis-jenis Gelombang; Gelombang Sinusoidal; Laju Gelombang pada Pegas; Energi yang Dibawa oleh Gelombang, Intensitas Gelombang, Pemantulan dan Transmisi (Penerusan); Laju Transfer Energi Gelombang Sinusoidal pada Pegas; Persamaan Gelombang Linier
  18. GELOMBANG BUNYI: Laju Gelombang Bunyi; Gelombang Bunyi Periodik; Intensitas Gelombang Bunyi Periodik; Efek Doppler; Perekaman Bunyi Digital; Motion Picture Sound
  19. SUPERPOSISI DAN GELOMBANG TEGAK: Superposisi dan Interferensi; Gelombang Tegak; Gelombang Tegak pada Senar/Tali Kedua Ujung Tetap; Resonansi; Gelombang Tegak pada Kolom Udara; Gelombang Tegak pada Batang (Rods) dan Selaput (Membran); Layangan: Interferensi dalam Satu Waktu; Pola Gelombang Tak-Sinusoidal

  20. Bagian III: TERMODINAMIKA
  21. SUHU/TEMPERATUR: Suhu dan Hukum Ke Nol Termodinamika; Pengukuran Suhu (Titik Tripel Air dan Termometer Gas Volume Konstan), Skala Suhu Celsius dan Fahrenheit; Ekspansi Panas pada Zat Padat dan Cair; Deskripsi Makroskopik Gas Ideal
  22. PANAS DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA: Suhu dan Kalor/Panas; Kalor/Panas dan Energi Dalam; Kalor/Panas Jenis dan Kalorimeter; Kapasitas Kalor; Kalor/Panas Laten; Usaha dan Kalor/Panas dalam Proses Termodinamika; Hukum Pertama Termodinamika; Aplikasi Hukum Pertama Termodinamika; Mekanisme Transfer Energi
  23. TEORI KINETIK GAS: Model Molekul Gas Ideal; Panas Jenis Molar Gas Ideal; Proses Adiabatik untuk Gas Ideal; Equipartisi Energi; Hukum Distribusi Boltzmann; Distribusi Laju Molekul / Lintasan Bebas Rata-rata (Mean Free Path)
  24. MESIN KALOR, ENTROPI, DAN HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA: Mesin Kalor (Heat Engines) dan Hukum Kedua Termodinamika; Pompa Kalor dan Refrigerator (Pendingin); Pendingin ruangan (AC); Proses Reversibel dan Irreversibel; Mesin Carnot; Mesin Bensin (Gasoline) and Diesel; Entropi; Perubahan Entropi pada Proses Irreversibel; Entropi pada Skala Mikroskopik; Entropi dan Ketakteraturan; interpretasi statistik entropi dan hukum kedua termodinamika

:: Buku Pegangan ::

  1. Raymond A. Serway dan John W. Jewett (2004). Physics for Scientists and Engineers, 6th Edition, 1296 pages, Thomson Brooks/Cole.
  2. David Halliday, Robert Resnick, dan Jearl Walker (1993). Fundamentals of Physics, 4th Edition.
  3. Paul A. Tipler (Dr. Bambang Soegijono) (2001). FISIKA, Untuk Sains dan Teknik, Erlangga-Jakarta.
  4. Douglas C. Giancoli (2001). FISIKA, Erlangga-Jakarta.
  5. Frederick Bueche (1998). Theory and Problem of COLLEGE PHYSICS, 8TH Edition, , Schaum Series, McGraw-Hill.

:: Unduh Materi dan Soal Latihan/Tugas Perkuliahan ::

No. Materi Kuliah Soal Latgas
1. Fisika dan Pengukuran (PDF | PPT) Latgas-01 (PDF)
2. Gerak Lurus Satu Dimensi (PDF | PPT) Latgas-02 (PDF)
3. Vektor (PDF | PPT) Latgas-03 (PDF)
4. Gerak Lurus Dua dan Tiga Dimensi (PDF | PPT) Latgas-04 (PDF)
5. Gerak dan Gaya (PDF | PPT) Latgas-05 (PDF)
6. Gerak Melingkar dan Aplikasi lain Hukum Newton (PDF | PPT) Latgas-06 (PDF)
7. Usaha dan Energi Kinetik (PDF | PPT) Latgas-07 (PDF)
8. Energi Potensial dan Hukum Kekekalan Energi (PDF | PPT) Latgas-08 (PDF)
9. Momentum, Impuls dan Tumbukan (PDF | PPT) Latgas-09 (PDF)
10. Gerak Rotasi (PDF | PPT) Latgas-10 (PDF)
11. Momentum Sudut (PDF | PPT) Latgas-11 (PDF)
12. Kesetimbangan Statis dan Elastisitas (PDF | PPT) Latgas-12 (PDF)
13. Gravitasi Universal (PDF | PPT) Latgas-13 (PDF)
14. Mekanika Fluida (PDF | PPT) Latgas-14 (PDF)
15. Gerak Osilasi (PDF | PPT) Latgas-15 (PDF)
16. Gelombang Berjalan (PDF | PPT) Latgas-16 (PDF)
17. Gelombang Bunyi (PDF | PPT) Latgas-17 (PDF)
18. Superposisi dan Gelombang Stasioner (PDF | PPT) Latgas-18 (PDF)
19. Temperatur (Suhu) (PDF | PPT) Latgas-19 (PDF)
20. Panas dan Hukum Pertama Termodinamika (PDF | PPT) Latgas-20 (PDF)
21. Teori Kinetik Gas (PDF | PPT) Latgas-21 (PDF)
22. Mesin Kalor, Entropi, dan Hukum Kedua Termodinamika (PDF | PPT) Latgas-22 (PDF)