Matakuliah Tahun Versi : D0564/Fisika Dasar : September 2005 : 1/1 Pertemuan 1 - 2 Manfaat Mata Kuliah Fisika Dasar dan Aplikasinya dalam Rekayasa Industri dan Jenis-Jenis Besaran Fisika, Vektor dan Skalar serta Analisa Vektor 1 Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : • menjelaskan manfaat dan penerapan dari mata kuliah fisika dasar • menjelaskan arti besaran fisika dan sistem satuan yang digunakan • menjelaskan arti besaran vektor dan skalar serta analisa vektor 2 Outline Materi • Mekanisme pembelajaran dan aturan dalam perkuliahan • Bahan ajar secara keseluruhan • Besaran fisika dan satuannya • Sistem pengukuran • Konversi satuan • Besaran vektor dan skalar • Analisa vektor dan aplikasinya 3 Besaran, satuan dan vektor Fisika : • Ilmu Fisika : Ilmu yang mempelajari tentang fenomena alam. • Ruang lingkupnya : Mempelajari dan memahami sifat – sifat dan hasil interaksi dari benda. 4 Besaran Fisika : “Sesuatu” yang dapat diukur dan mempunyai satuan. • Besaran dasar (7): Massa, Waktu, Panjang, Suhu, Arus listrik, Intensitas cahaya dan Jumlah mol. • Besaran turunan : Kecepatan, percepatan, jarak, gaya.....dll. 5 Satuan : Ukuran / takaran kuantisasi dari besaran fisika. Sistem Satuan : • Sistem Satuan Internasional (SI) – MKS : Meter, Kilogram, Sikon – CGS : Centimeter, Gram, Sekon • Sistem Satuan Inggris – Inches, feet, miles, pounds, slugs 6 Faktor konversi sistem satuan : • Faktor Konversi dasar : 1 inch = 2.54 cm 1m = 3.28 ft 1 mile = 5280 ft 1 mile = 1.61 km • Contoh : Konvesi dari mile per jam ke meter per second mi mi ft 1 m 1 hr m 1 1 5280 0.447 hr hr mi 3.28 ft 3600 s s 7 Contoh perbandingan panjang Besaran Radius alam semesta Jarak ke Galaxy Andromeda Jarak ke Bintang terdekat Jarak Bumi ke Matahari Radius Bumi Tinggi Menara Panjang (m) 1.0 x 1026 2.0 x 1022 4.0 x 1016 1.5 x 1011 6.4 x 106 4.5 x 102 8 Lapangan sepak bola Tinggi seseorang Tebal kertas Panjang gelombang cahaya biru Diameter atom hydrogen Diameter proton 1.0 x 102 2.0 x 100 1.0 x 10-4 4.0 x 10-7 1.0 x 10-10 1.0 x 10-15 9 Perbandingan besaran waktu Besaran Umur alam semesta Umur Grand Canyon 32 tahun Satu tahun Satu jam Perjalanan sinar dari bumi ke bulan Periode senar gitar Periode gelombang FM Umur rerata pi meson Umur rerata top quark Waktu (s) 5.0 x 1017 3.0 x 1014 1.0 x 109 3.2 x 107 3.6 x 103 1.3 x 100 2.0 x 10-3 6.0 x 10-8 1.0 x 10-16 4.0 x 10-2510 Perbandingan besaran masa Benda Galaxy Milky Way Matahari Bumi Boeing 747 Mobil Manusia Butiran Debu Masa (kg) 4 x 1041 2 x 1030 6 x 1024 4 x 105 1 x 103 7 x 101 1 x 10-9 11 Top quark Proton Electron Neutrino 3 x 10-25 2 x 10-27 9 x 10-31 1 x 10-38 12 Dimensi : 3 dimensi dasar • Dimensi panjang • Dimensi massa • Dimensi waktu L M T yang lain dimensi turunan • Dimensi kecepatan • Dimensi gaya LT-1 MLT-2 13 Vektor Berdasarkan sifatnya, besaran fisika dibagi dalam dua kelompok, yaitu: • Besaran Vektor: besaran fisika yang mempunyai besar (nilai) dan arah. • Besaran skalar: besaran fisika yang hanya mempunyai besar (nilai) saja. 14 • Notasi vektor : • Lambang vektor: A, A A B • Sifat vektor: vektor dapat digeser ke mana saja, asal besar dan arahnya tetap. 15 • Penjumlahan vektor C =A+ B =B +A C B A B Sin Sin C C2 A 2 B2 2AB cos 16 • Pengurangan vektor Vektor negatif: adalah vektor yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. A C -A -C A – C = A + (- C) 17 • Perkalian vektor Ā Ā B B 18 • Perkalian titik (dot product) A.B AB cos skalar A.B B.A (perkalian titik dua vektor hasilnya skalar) 19 • Perkalian silang (cross product) AxB C AB sin vektor AxB Bx A (perkalian dua vektor hasilnya vektor) 20 • Arah vektor hasil kalinya (C) : selalu tegak lurus vektor A dan vektor B AxB Bx A A xB B A = sudut terkecil antara A dan B Bx A 21 Komponen vektor : • Untuk mendapatkan arah dan nilai suatu vektor A, diperlukan acuan berupa sumbu acuan, x-y (untuk 2 dimensi) atau x-y-z (untuk 3 dimensi). • Dengan memproyeksikan sebuah vektor A ke sumbu acuan (x-y atau x-y-z), maka akan diperoleh apa yang disebut sebagai komponen vektor, yaitu: 22 A x komponen vektor A pada sumbu x A y komponen vektor A pada sumbu y A z komponen vektor A pada sumbu z 23 Vektor dalam bidang : 2 dimensi y A Ay Ax x 24 • Nilai vektor A A Ax Ay 2 2 • Sedangkan arah vektor A tan Ay Ax Sudut selalu diambil relatif terhadap sumbu x positif. 25 Vektor dalam ruang : 3 dimensi y Ay A Ax x Ax z 26 • Nilai vektor A A Ax Ay Az 2 2 2 • Sedangkan arah vektor A Cos Ax Cos Ay A Cos Az A A 27 Cos2 + Cos2 + Cos2 = 1 : sudut antara A dengan sumbu x : sudut antara A dengan sumbu y : sudut antara A dengan sumbu z 28 Vektor satuan : • Untuk mengetahui nilai atau panjang suatu vektor, diperlukan ukuran atau skala yang dikenakan pada sumbu-sumbu koordinat. • Ukuran terkecil yang dipakai pada skala tersebut dinamakan vektor satuan, yaitu vektor yang nilainya satu satuan. 29 y j i x k z i = vektor satuan ke arah sumbu x j = vektor satuan ke arah sumbu y k= vektor satuan ke arah sumbu z 30 • Besar vektor satuan i j k 1( satu ) • Perkalian titik antar vektor satuan (dot product), menghasilkan besaran (skalar) : i . i = j . j = k .k = 1 i . j = j .k = k . i = 0 31 • Perkalian silang dua vektor satuan (cross product), menghasilkan vektor satuan lagi: i x i = j x j = k xk = 0 i x j = k, j x k = i , k x i = j j x i = - k, k x j = - i , i x k = - j 32 Penulisan vektor secara lengkap A A x i A y j A z k B Bx i By j Bz k A B A x B x i A y B y j A z B z k AxB C 33 dim ana hasilnya : C A yB z A zB y i A zB x A xB z j A xB y A yB x k A . B A x i A y j A z k . B x i B y j B z k A xB x A yB y A zB z AxB A yB z A zB y i A zB x A xB z j A xB y A yB x k Contoh aplikasi: diberikan oleh dosen 34
© Copyright 2024 Paperzz
