Pendahuluan Fisika Dasar Farmasi undip

Fisika Dasar
2 SKS

Farmasi Universitas Diponegoro

1

Fisika Dasar
 Tujuan Perkuliahan:
Setelah mengikuti mata kuliah ini diharapkan
mahasiswa

mampu

menjelaskan

pengertian

fenomena dan konsep fisika serta menyelesaikan
persoalan fisika secara matematis untuk berbagai
topik yaitu mekanika, flluida, termodinamika dan

fisika modern, sebagai bekal sarjana farmasi

Farmasi Universitas Diponegoro

2

Kontrak Perkuliahan
 Komponen Perkuliahan dan Evaluasi:
 Kuliah materi (tatap muka)
 UTS dan UAS
 Quis
 Tugas dan Diskusi

 UTS dan UAS bersifat buku tertutup, boleh pakai

kalkulator
Komposisi Nilai Akhir:
 NTS = 0.50 Ujian + 0.20 Quis + 0.30 Tugas

Farmasi Universitas Diponegoro

3

 Buku Referensi:
◦ Fisika Jilid 1 (Giancoli)
◦ Fisika Jilid 1 (Tipler )
◦ Fisika Jilid 1 dan 3 ( Haliday Resnic )
◦ Literatur lainnya………..
 Tambahan:
◦ Tidak ada tugas susulan atau kuis susulan

Farmasi Universitas Diponegoro

4

N
o
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10

Topik
Pendahuluan
KInematika
Dinamika
Energi
Hukum Newton
Momentum
Thermodinamika
Fluida statis
Fluida dinamis
Fisika Modern
Farmasi Universitas Diponegoro

5

Farmasi Universitas Diponegoro

6

PENDAHULUAN
BESARAN, SISTEM SATUAN,
dan ANGKA PENTING

Farmasi Universitas Diponegoro

7

Angka Penting
Angka penting
Definisi : sebagai angka yang diperoleh dari
hasil
pengukuran.

Contoh :
pengukuran
dengan
mistar
mempunyai dua angka penting

25

mm

pengukuran dengan jangka sorong 6,76 cm
mempunyai 3 angka penting
       
Farmasi Universitas Diponegoro

8

Agar tidak terjadi salah pengertian, perhatikan aturan
penulisan di bawah ini.
 1.      Semua angka bukan nol adalah angka penting

Contoh : 156,589 mempunyai 6 angka pentin
2.     Angka nol yang terletak antara angka-angka bukan
nol adalah angka angka penting
Contoh : 1,0008 mempunyai 5 angka penting
3.
Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol
termasuk
angka penting kecuali ada penjelasan tambahan

Farmasi Universitas Diponegoro

9

4. Angka nol dibelakang koma adalah angka
penting
Contoh: 1,000 mempunyai 4 angka penting
 5.  Angka nol yang terletak disebelah kiri angka
bukan nol bukan angka penting
contoh : 0,0004 mempunyai 1 angka penting;
0,004000 mempunyai 4 angka penting

Bilangan penting dan bilangan Eksak
 
Bilangan eksak adalah bilangan yang pasti,
yang tidak diragukan lagi.
Misalnya bila kita menghitung jumlah siswa di
dalam suatu kelas adalah 50 orang. Jumlah
mahasiswa ini termasuk bilangan eksak yang
sudah pasti.
 
Farmasi Universitas Diponegoro

10

Aturan - aturan penulisan angka penting
 1. Pembulatan
Untuk angka yang lebih dari lima dibulatkan ke atas dan bila
kurang dari lima
dibulatkan ke bawah. Bila angka yang mau
dibulatkan sama dengan 5, maka
harus diperhatikan

angka sebelumnya. Jika angka sebelumnya ganjil maka
dibulatkan ke atas dan dibulatkan ke bawah bila angka
sebelumnya genap.
2. Pada pembagian dan perkalian angka pentingnya sama dengan
banyaknya angka penting dari bilangan yang mempunyai angka
penting paling sedikit.
Contoh : 75,45 (empat angka penting) x 3,42 (mempunyai 3
angka penting) = 258,039 = 258 (mempunyai 3 angka penting)
3. Hasil pengurangan dan penambahan dari bilangan-bilangan
yang mempunyai angka penting, susuai angka dibelakang koma
yang paling sedikit.
Contoh : 120,1 (1 angka dibelakang koma) + 2,00 (2 angka
dibelakang koma) + 0,356 (tiga angka dibelakang koma) =
122,456 = 122,5 (satu angka dibelakang koma)
Farmasi Universitas Diponegoro

11

  4.    Hasil pembagian atau perkalian antara bilangan penting
dengan bilangan eksak akan memiliki angka penting sesuai

dengan angka penting yang dimiliki bilangan penting itu.
Contoh : Tebal sebuah batu bata 8,89 cm (tiga angka penting).
Bila ada 15 batu disusun, maka tingginya menjadi 15 x 8,89 =
133,35 = 133 (tiga angka penting)
5.Hasil memangkatkan suatu bilangan penting, banyak angka
penting sama dengan bilangan penting yang dipangkatkan.
Contoh : (2,3)3 = 12,167 = 12 (bilangan yang dipangkatkan
mempunyai 2 angka penting, oleh karena itu hasil
perpangkatan tersebut harus mempunyai angka penting
sebanyak 2)
 6.  Hasil menarik akar dari suatu bilangan penting harus
memiliki banyak angka penting yang sama dengan bilangan
yang diakarkan.
Contoh: 250 = 15,81 = 15,8 (karena yang diakarka
mempunyai tiga angka penting, maka hasil akarnya juga
harus mempunyai tiga angka
Farmasi Universitas Diponegoro

12

BESARAN DAN SATUAN

 Besaran :
Sesuatu yang dapat diukur  dinyatakan dengan angka
(kuantitatif) Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, dll.

 Mengukur :
Membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang sejenis
yang ditetapkan sebagai satuan.
Besaran Fisika baru terdefenisi jika :  ada nilainya (besarnya)
 ada satuannya

contoh : panjang jalan 10 km
satuan
nilai
Farmasi Universitas Diponegoro

14

 Satuan :

Ukuran dari
suatu besaran ditetapkan sebagai satuan.
 meter,
kilometer
 satuan panjang
Contoh : 
detik, menit, jam
 satuan waktu
 gram, kilogram
 satuan massa
 dll.

 Sistem satuan : ada 2 macam
1. Sistem Metrik : a. mks (meter, kilogram, sekon)
b. cgs (centimeter, gram, sekon)
2. Sistem Non metrik (sistem British)

 Sistem Internasional (SI)
Sistem satuan mks yang telah disempurnakan  yang paling
banyak dipakai sekarang ini.
Dalam SI :
Ada 7 besaran pokok berdimensi dan 2 besaran pokok tak
berdimensi
Farmasi Universitas Diponegoro

16

Farmasi Universitas Diponegoro

18

Farmasi Universitas Diponegoro

19

Faktor Pengali dalam SI

NO

Faktor

Nama

Simbol

1

10 -18

atto

a

2

10 -15

femto

f

3

10 -12

piko

p

4

10 -9

nano

n

5

10 -6

mikro

μ

6

10 -3

mili

m

7

10 3

kilo

K

8

10 6

mega

M

9

10 9

giga

G

10

10 12

tera

T

Farmasi Universitas Diponegoro

20

 Dimensi
Cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok.
- Guna Dimensi :
1. Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran
2. Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan
- Metode penjabaran dimensi :
1. Dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiri
2. Setiap suku berdimensi sama


Besaran Turunan
Besaran yang diturunkan dari besaran pokok.

Farmasi Universitas Diponegoro

22

Besaran Turunan dan Dimensi
NO

Besaran Pokok

Rumus
 massa
panjang
x lebar
volume
panjang
x lebar x tinggi
 perpindaha
n
waktu
kecepatan
waktu

Dimensi

1

Luas

[L]2

2

Volume

3

Massa Jenis

4

Kecepatan

5

Percepatan

6

Gaya

massa x percepatan

[M] [L] [T]-2

7

Usaha dan Energi

gaya x perpindahan

[M] [L]2 [T]-2

8

Impuls dan Momentum

gaya x waktu

[M] [L] [T]-1

[L]3
[m] [L]-3
[L] [T]-1
[L] [T]-2

Farmasi Universitas Diponegoro

24

Contoh :
a. Tidak menggunakan nama khusus
NO

Besaran

Satuan

1

Kecepatan

meter/detik

2

Luas

meter 2

b. Mempunyai nama khusus

NO

Besaran

Satuan

Lambang

1 Gaya

Newton

N

2 Energi

Joule

J

3 Daya

Watt

W

4 Frekuensi

Hertz

Hz

Farmasi Universitas Diponegoro

25

7 Besaran Pokok dalam Sistem internasional (SI)
NO

Besaran Pokok

Satuan

Singkatan

Dimensi

1

Panjang

Meter

m

L

2

Massa

Kilogram

kg

M

3

Waktu

Sekon

s

T

4

Arus Listrik

Ampere

A

I

5

Suhu

Kelvin

K

θ

6

Intensitas Cahaya

Candela

cd

j

7

Jumlah Zat

Mole

mol

N

Besaran Pokok Tak Berdimensi
NO Besaran Pokok

Satuan

Singkatan

Dimensi

1

Sudut Datar

Radian

rad

-

2

Sudut Ruang

Steradian

sr

-

Farmasi Universitas Diponegoro

26

Contoh Soal
1. Tentukan dimensi dan satuannya dalam SI untuk besaran turunan berikut :
a. Gaya
b. Berat Jenis
c. Tekanan
d. Usaha
e. Daya
Jawab :
a. Gaya

berat
b. Berat Jenis = volume

= massa x percepatan
=M
x LT -2
= MLT -2 satuan kgms-2

c. Tekanan =

gaya
luas

MLT -2
=
L2

=

Gaya
MLT -2
Volume =
L3

= MLT-2 (L-3)
= ML-2T-2 satuan kgm-2
= MLT

-2

satuan kgm-1s-1

d. Usaha = gaya x jarak = MLT -2 x L = ML 2 T -2 satuan kgm-2s-2
e. Daya =

usaha
waktu

=

ML 2 T -2
T

Farmasi Universitas Diponegoro

= ML 2 T -1 satuan kgm-2s-1

27

2. Buktikan besaran-besaran berikut adalah identik :
a. Energi Potensial dan Energi Kinetik
b. Usaha/Energi dan Kalor
Jawab :
a. Energi Potensial : Ep = mgh
Energi potensial = massa x gravitasi x tinggi
= M x LT-2 x L = ML2T-2
Energi Kinetik : Ek
Energi Kinetik

= ½ mv2
= ½ x massa x kecepatan2
= M x (LT-1) 2
= ML2T-2

Keduanya (Ep dan Ek) mempunyai dimensi yang sama  keduanya identik

b. Usaha = ML2T-2
Energi = ML2T-2
Kalor = 0.24 x energi = ML2T-2
Ketiganya memiliki dimensi yang sama  identik
Farmasi Universitas Diponegoro

28