resume fisika dasar

B A B 1

BESARAN DAN PENGUKURAN

1.1 Besaran dan Satuan

Besaran adalah sesuatu yang diukur.

Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran dengan satuan.

Satuan adalah suatu besaran fisika khusus yang telah didefinisikan dan disepakati untuk dibandingkan dengan besaran lain dari jenis yang sama dalam berbagai pengukuran.

Ketentuan menulis satuan :

1. Bila satuan ditulis lengkap, maka selalu dimulai dengan huruf kecil.

Contoh : newton, liter, meter, joule dll.

2. Singkatan untuk satuan yang berasal dari nama seseorang dimulai dengan huruf besar.

Contoh : N untuk newton, J untuk joule, dll.

1.1.1 Besaran Pokok dan Besaran Turunan

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu.

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari beberapa besaran pokok.

Tabel 1.1 Tujuh besaran pokok yang lazim dikenal dalam ilmu fisika

No	Besaran pokok	Satuan	Singkatan
1 2 3 4 5 6 7	Panjang Massa Waktu Kuat arus listrik Suhu Intensitas cahaya Jumlah zat	meter kilogram detik ampere kelvin kandela mole	m kg s A K cd mol

Dua besaran tambahan adalah sudut datar dengan satuan radian (rad) dan sudut ruang dengan satuan steradian (sr)

Tabel 1.2 Contoh besaran turunan

No	Besaran	Satuan	Singkatan
1 2 3 4 5	Gaya Usaha Tekanan Massa jenis Luas	newton joule pascal kg/m3 m2	N(kg.m.s-2) J(kg.m2.s-2) P(kg.m-1.s-2) kg /m3 m2

1.1.2 Sistem Internasional

Pembuatan sistem yang seragam secara internasional bertujuan agar memperoleh keseragaman dalam pengukuran sehingga dapat dipakai di seluruh dunia.

Tabel 1.4 Standar Besaran-Besaran Pokok

Besaran	Satuan	Simbol	Definisi
panjang	meter	m	Satu meter adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa selama interval waktu 1/299.792.458 detik
massa	kilogram	kg	Satu kilogram sama dengan massa sebuah silinder pejal yang terbuat dari campuran platina-iridium yang disimpan di the International Bureau of Weights and Measures di Sèvres, Perancis.
waktu	detik	dt	Satu detik adalah 9,192,631,770 kali periode radiasi (gelombang elektromagnetik) yang dipancarkan karena transisi antara dua aras hiperhalus pada keadaan dasar atom Caesium-133.
Arus listrik	ampere	A	Satu ampere didefinisikan sebagai besar kuat arus yang bila dialirkan pada masingmasing kawat dari dua kawat sejajar berdiameter amat sangat kecil yang panjangnya tak terhingga dan terpisah oleh jarak 1 meter dalam ruang hampa, akan menimbulkan gaya sebesar 2 x 10-7 newton di antara kedua kawat itu untuk setiap meter panjang kawat.
suhu	kelvin	K	Titik beku air pada tekanan atmoster ditetapkan 273,15 K, dan titik didih air 373,15 K.
Jumlah zat	mole	mol	Satu mol suatu zat terdiri dari 6,022 x 1023 buah partikel yang nilainya sama dengan bilangan Avogadro
Intensitas cahaya	candela	cd	Satu candela didefinisikan sebagai intensitas cahaya monokromatik atau radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu sumber pada frekuensi tertentu (540 terrahertz atau 5,4.1014 hertz) dengan intensitas radiasi sebesar 1,46.10-3 W/sr dalam arah pancaran tersebut

1.1.5 Dimensi

Tabel 1.6 Lambang dimensi besaran pokok

no	Besaran pokok	lambang
1 2 3 4 5 6 7	Panjang Massa Waktu Suhu Arus listrik Intesitas cahaya Jumlah zat	L M T θ I J N

Tabel 1.7 Dimensi beberapa besaran turunan

no	besaran	satuan	lambang
1 2 3	Kelajuan Volume Massa jenis	m/s m3 kg.m-3	LT-1 L3 ML-3

1.2.2 Angka penting

A. Aturan penulisan angka penting

1. Semua angka bukan nol adalah angka penting.

Contoh : “245,5” memiliki empat angka penting.

2. Semua angka nol di sebelah kanan tanda desimal tetapi di sebelah kiri angka bukan nol bukanlah angka penting.

Contoh : “0,0000001” hanya memiliki satu angka penting.

3. Semua angka nol di sebelah kanan tanda desimal yang mengikuti angka bukan nol adalah angka penting.

Contoh : “2,00” memiliki tiga angka penting. “2,300” memiliki empat angka Penting

4. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol tetapi tanpa tanda desimal bukanlah angka penting.

Contoh : “3400” hanya memiliki dua angka penting.

5. Angka nol di antara dua angka penting merupakan angka penting.

Contoh : “560,0” memiliki empat angka penting.

B. Angka penting dan aljabar

1. Angka penting pada penjumlahan. Pada penjumlahan dua buah bilangan akan muncul

beberapa angka yang diragukan. Maka hasil penjumlahan harus dibulatkan sehingga angka yang diragukan tinggal satu saja.

2. Angka penting pada pengurangan. Pada pengurangan dua buah bilangan akan muncul beberapa angka yang diragukan. Maka hasil pengurangan harus dibulatkan sehingga angka yang diragukan tinggal satu saja.

3. Angka penting pada perkalian. Hasil perkalian harus dibulatkan sehingga jumlah angka pentingnya sama dengan jumlah angka penting paling kecil di antara yang dikalikan.

4. Angka penting pada pembagian. Hasil bagi harus dibulatkan sehingga jumlah angka pentingnya sama dengan jumlah angka penting paling kecil di antara bilangan-bilangan yang muncul dalam pembagian (entah pembagi maupun yang dibagi).

C. Notasi ilmiah

Bentuk umum penulisan ilmiah adalah p× 10ⁿ. Bagian p yang nilainya memenuhi aturan 1 ≤ p < 10 disebut mantisa. Jumlah angka penting mantisa disesuaikan dengan jumlah angka penting bilangan yang akan ditulis dalam notasi ilmiah. Bagian 10n disebut ordo, dengan n bilangan bulat.

Contoh : Dalam notasi ilmiah bilangan 0,000067 ditulis sebagai 6,7 × 10-5. Bilangan 0,000067 memiliki dua angka penting. Oleh karena itu, mantisanya juga harus memiliki dua angka penting, yakni 6,7.

B A B 2

HITUNG VEKTOR

2.3 Penjumlahan vektor

        |V + W| = V ² +W ² + 2VW cosθ .

2.4 Perkalian vektor dengan skalar

            |a(A + B)| =|a|| A + B | = |a| A² + B² + 2ABcosθ

dan

            |aA + aB)| = (| a | A)² + (| a | B)² + 2 | a | A | a | Bcosθ

                                                                          = | a |² (A² + B² + 2ABcosθ )

  = |a| (A² + B² + 2ABcosθ ) .

BAB 3

GERAK LURUS DAN GERAK PADA BIDANG

3.1 Posisi dan Kerangka Acuan

posisi adalah besaran vektor. Ujung vektor posisi menunjukkan titik atau posisi yang dimaksud oleh vektor posisi itu.

titik pangkal pengukuran posisi sama artinya dengan menyepakati kerangka acuan.

3.2.1 Kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat

                 Vrat = Δr/Δt.

3.2.2 Percepatan rata-rata dan percepatan sesaat

                  a(t) = dv/dt

3.2.3 Gerak lurus beraturan (GLB)

Suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika kecepatannya konstan atau tetap.

                      x(t) = x₀ + v₀t,

3.2.4 Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

Sebuah benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah beraturan bila percepatan benda itu tetap, yakni baik arahnya maupun besarnya.

                     x(t) = x₀ + v₀t +(a/2)t²,

3.3.3 Gerak Parabola

Hmak = (v₀² sin²θ) / 2g

R = (v₀² sin 2θ) / g

t (h)= v₀sinθ/g

3.3.4 Gerak Melingkar

vx(t) = −Aω sin(ωt)

vy(t) = Aω cos(ωt).

a_s = v²/r

B A B 4

HUKUM NEWTON TENTANG GERAK

4.2. Hukum Newton Pertama

Dalam hukum pertamanya Newton menyatakan :

“Setiap benda akan terus berada pada keadaan diam atau bergerak dengan

kelajuan tetap sepanjang garis lurus jika tidak dipaksa untuk merubah keadaan

geraknya itu oleh gaya-gaya yang bekerja padanya.”

4.3 Hukum Newton Kedua

“Resultan gaya yang bekerja pada suatu benda mengakibatkan terjadinya

perubahan kecepatan. Perubahan kecepatan tiap satu satuan waktu yang dialami oleh benda itu berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya.”

            Σ F = ma,

4.4 Hukum Newton Ketiga : Aksi-Reaksi

gaya aksi dan gaya reaksi tidak pernah bekerja pada benda yang sama. Gaya reaksi bekerja pada benda yang melakukan gaya aksi.

4.5 Macam-macam gaya

4.5.1 Gaya Gravitasi Bumi

4.5.2 Gaya Normal

4.5.3 Gaya Gesekan

       |fg|kons = μkN,

4.5.3 Gaya Sentripetal

BAB 5

GERAK ROTASI

5.1 Kecepatan dan Percepatan

Tabel 5.1. Perbandingan antara GRBB dan GLBB

GLBB	GRBB
v(t) = v0 + at	ω(t) = ω0t + αt.
x(t) = x0 + 1/2 at2	θ(t) = θ0 + ω0t + 1/2 αt2
v(t) 2 = v02 + 2ax(t)	ω(t) 2 = ω02 + 2αθ(t)
x(t) = 1/2 (v0 + v)t	θ (t) = 1/2 (ω0 + ω)t

5.2 Hubungan Antara Variabel Linier dan Variabel

Sudut

              Δs = rΔθ.

              v = Rω

              a = rα.

5.3 Momen Inersia

Ek = 1/2 Iω².

1. Cincin/silinder tipis homogen , I = MR²,

2. cincin atau silinder di atas memiliki ketebalan d, I = 1/2 M[R² + (R − d)²].

3. Silinder pejal homogen, I = 1/2 MR²,

4. Silinder pejal homogen berjejari R dan bermassa M terhadap sumbu putar yang tegak lurus sumbu pusatnya dan memotong di tengah-tengah memiliki momen inersia, I = 1/4 MR² + 1/12 ML².

5. Bola pejal homogen, I = 5/2 MR²

6. Kulit bola homogen, I = 3/2 MR²

5.4 Momen Gaya

     |τ| = |r| |F| sin φ.

5.5 Hukum Newton Kedua untuk Gerak Rotasi

     τ = (mat)r = mr²α.

     τ = Iα.

5.6 Momentum Sudut

      L = Iω.

5.7 Kesetimbangan

Σ F = 0 dan Σ τ = 0.

BAB 6

USAHA DAN TENAGA

6.1 Tenaga

tenaga adalah besaran skalar berdimensi [M][L]2[T]-2 yang terkait dengan

keadaan beberapa benda (obyek) yang ditinjau.

6.1.1 Tenaga Kinetik

       Ek = (1/2) mv².

6.2 Usaha

usaha yang dilakukan oleh gaya pada suatu obyek adalah

tenaga yang dipindahkan dari atau ke dalam obyek itu oleh gaya tersebut.

6.3 Tenaga Potensial

6.3.1 Usaha dan Tenaga Potensial pada Pegas

        Fp(x) = - kx.

6.3.2 Usaha dan Tenaga Potensial Gravitasi

       WG = - mgh.

6.4 Daya

        Prat = Δw/Δt = F·(Δr/Δt).

        P = F · v.