Fisika Dasar I

Tahun Akademik:
Gasal 2021/2022
Kelas-Offr:
MD-MBKM
Deskripsi:

Bahan kajian yang dibahas pada matakuliah ini mencakup besaran dan pengukuran, kinematika satu dan dua dimensi, dinamika partikel satu dan dua dimensi (hukum Newton, teorema usaha-energi, dan teorema impuls-momentum), dinamika benda tegar, gravitasi, elastisitas, dan mekanika fluida.

Besaran dan satuan: besaran pokok dan turunan, besaran skalar dan vector, operasi matematis yang melibatkan vector, analisis dimensi. Kinematika satu dimensi: definisi dan representasi vektor perpindahan, kecepatan & percepatan; representasi diagram, grafik, dan matematis gerak dengan kecepatan konstan dan percepatan konstan. Kinematika dua dimensi, mencakup gerak parabola, gerak melingkar beraturan, dan teorema dekomposisi percepatan. Gerak Parabola: representasi vektor perpindahan, kecepatan, dan percepatan, karakteristik gerak (kaitan antara kecepatan & percepatan serta antara komponen-komponen gerak pada sumbu tegak lurus), jarak tembak, dan titik tertinggi.Kinematika dua dimensi--Gerak Melingkar Beraturan: representasi vektor perpindahan, kecepatan, dan percepatan, karakteristik gerak (arah kecepatan & percepatan), konsep percepatan sentripetal (arah dan besarnya), kecepatan sudut dan hubungannya dengan kecepatan linear. Teorema dekomposisi percepatan: rumusan teorema ( ) dan aplikasinya dalam menjelaskan kaitan antara arah kecepatan, arah bercepatan, dan trayektori gerak.  Dinamika partikel dengan pendekatan hukum Newton: Hukum-Hukum Gerak Newton: Kerangka inersial dan Hukum I; Hukum II dan konsep massa (inersial), Hukum III; konsep berat (gaya gravitasi) serta kesamaan massa inersial dan gravitasional; gaya gesek; Penerapan Hukum Newton pada gerak lurus (pada bidang mendatar/miring), prinsip kerja bidang miring sebagai pesawat sederhana, pengukuran gaya gesek; Penerapan Hukum Newton pada Gerak parabola (pada bidang mendatar dan miring); Penerapan Hukum Newton pada Gerak melingkar (uniform dan dipercepat); Hukum Newton pada kerangka dipercepat. Dinamika Partikel dengan Pendekatan Energi: Teorema usaha-energi: usaha (work), energi kinetik dan teorema usaha-energi kinetic; energi mekanik dan hukum kekekalaannya: definisi gaya konservatif dan energi potensial serta hubungan keduanya, energi mekanik dan kekekalannya, penerapan hukum kekekalan energi mekanik. Dinamika partikel dengan pendekatan Impuls-momentum: definisi momentum linear, impuls dan perubahan momentum, teorema impuls-momentum, hukum kekekalan momentum dan penerapannya pada tumbukan (satu dan dua dimensi), pusat massa sistem partikel, gaya dorong roket. Dinamika Benda Tegar (rigid body): representasi posisi, kecepatan, dan percepatan pada koordinat polar, konsep torka dan momen inersia, gerak benda tegar dengan torka konstan; energi gerak rotasi, gerak menggelinding; momentum anguler: definisi momentum anguler benda tegar berotasi, hukum kekekalan momentum anguler, gerakan gasing. Kesetimbangan statis dan elastisitas benda tegar: gaya-gaya pada benda tegar dalam kesetimbangan statis dan prisip kerja pengungkit, modulus Young zat padat. Gravitasi: Hukum Newton, percepatan benda jatuh bebas dan gaya gravitasi, Hukum Keppler untuk gerakan planet, medan gravitasi, energi potensial gravitasi, dan energetika gerak planet. Mekanika Fluida: tekanan hodrostatis dan prinsip Archimedes, dinamika fluida dan persamaan Bernoulli, penerapan dinamika fluida.


Capaian Pembelajaran

  • Setelah menyelesaikan perkuliahan ini, mahasiswa diharapkan menguasai body of knowledge mekanika secara komprehensif, mencakup mekanika partikel, mekanika benda tegar, dan mekanika fluida; dan mampu menjelaskan secara ilmiah fenomena alam dan produk teknologi dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan gaya dan gerak secara tepat, sistematis, mandiri, inovatif, bertanggungjawab, dan selaras dengan perkembangan ipteks


Daftar Pustaka:

  • Knight, R.D. 2016. Physics for Scientist and Engineers 3nd edition: A Strategic Approach. San Francisco: Pearson Addison Wesley

  • Serway, R.A. and Jewett, J.W. 2014. Physics for Scientists and Engineers 9th Edition. California: Thomson Brooks/Cole

  • Halliday, Resnick, and Jearl Walker, 2014, Fundamental Physics, 10th Edition, John Wiley and Son.

  • Giancoli, D.C., 2014. Physics Principles with Applications, 7th Ed. Pearson Prentice Hall.

  • Young, H.D. and Freedman, R.A. 2012. Sears and Zemansky’s University Physics with Modern Physics. 13th Edition. San Francisco: Pearson Addison Wesley

  • Tipler A.P and Mosca G. 2008. Physics for Scientist and Engineers. 5th Ed. Extended, W.H. Freeman and Company