1. Perangkat Keilmuan Fisika
Diskripsi keadaan dan Interaksi Model Interaksi
Diskripsi
Makroskopik
Diskripsi
Mikroskopik
Mekanika
Termodinamika
Gelombang
Mekanika Kuantum
Mekanika Statistik
Interaksi gravitasi
Interaksi elektromagnetik
Interaksi kuat
Interaksi lemah
Kajian Keilmuan Fisika
Struktur materi
Gejala
Alam
Sistem
Alam Sistem Rekayasa
Sistem Lain
Interaksi Fundamental
Zat padat
Molekul
Atom
Inti
Partikel Elementer
dll
Cahaya
Akustik
dll.
Bumi
Atmosfer
Kehidupan, dll.
Reaktor nuklir, dll.
Teknik-Teknik Eksperimental
jalinan
STRUKTUR KEILMUAN FISIKA
3. TUJUAN UMUM
Memberikan konsep-konsep dan prinsip-
prinsip dasar fisika yang diperlukan untuk
belajar fisika lebih lanjut atau ilmu
pengetahuan lainnya.
Memberikan ketrampilan dalam
penyelesaian persoalan fisika dasar
terutama dalam pemakaian kalkulus dasar
sebagai alat bantu.
4. PENYAJIAN
Disajikan dalam 2 semester (@ 4 sks kuliah
+ 2 sks praktikum)
Fisika Dasar I
Fisika Dasar II
Setiap semester minimal diselenggarakan
14 minggu kuliah + 12 unit praktikum
Setiap minggu diselenggarakan 4 jam
kuliah + 2 jam tutorial + 3 jam praktikum
5. SILABI FISIKA DASAR I
Fisika dan pengukuran
Gerak dalam satu dan dua dimensi
Hukum-hukum Newton tentang gerak dan pemakaiannya, Usaha
dan Energi, Momentum linear dan tumbukan, Rotasi benda tegar
terhadap sumbu tetap, Momentum sudut dan momen gaya,
Kesetimbangan benda tegar,
Hukum gravitasi semesta,
Mekanika fluida dan zat padat
Getaran selaras, Gerak gelombang, Gelombang bunyi, Superposisi
dan gelombang berdiri
Suhu, Pemuaian dan gas ideal, Panas dan hukum termodinamika I,
Teori kinetik gas, Mesin panas, Entropi dan hukum termodinamika
II
6. SILABI FISIKA DASAR II
Medan listrik, Hukum Gauss, Potensial listrik, Kapasitansi dan
dielektrik
Arus listrik dan hambatan, Hukum Ohm, Rangkaian arus searah,
Hukum Kirchchoff
Medan magnet, Sumber medan magnet, Hukum Faraday,
Induktansi, Rangkaian arus bolak-balik, Gelombang
elektromagnetik
Optika geometri, Interferensi gelombang cahaya, Difraksi dan
polarisasi
Fisika atom, Molekul dan zat padat, Struktur inti, Pemakaian fisika
inti dan fisika partikel
7. BUKU ACUAN
Serway, Reymond A, “ Physics for Scientist and Engineers
with Modern Physics”, 2nd
Ed.; Saunders, 1986
Nolan, Peter J., 1993, “Fundamentals of College Physics,
Wm. C. Brown Publisher, Melbourne, Australia.
Giancoli, Douglas C, “Physics for Scientist and
Engineers”, 2nd
Ed., Prentice Hall, 1988.
Ohanian, Hans C., “Physics”, 2nd
Ed, Norton, 1989.
8. Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar
yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi
antar materi dan radiasi.
Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang
didasarkan pada pengamatan eksperimental
dan pengukuran kuantitatif (Metode
Ilmiah).
Apakah Fisika Itu ?
9. Perilaku partikel di dalam ruang dari waktu ke
waktu, termasuk bagaimana mereka berinteraksi
satu sama lain.
Interaksi Besaran Gaya
Gravitasi
Elektromagnet
Lemah
Kuat
PERISITIWA ALAM
10. Fisika
Klasik Kuantum
(sebelum 1920) (setelah 1920)
Posisi dan Momentum
partikel dapat ditetapkan
secaratepat
ruang dan waktu merupakan
duahal yang terpisah
Ketidak pastian Posisi
dan Momentum partikel
ruang dan waktu
merupakan satu kesatuan
Hukum Newton
Dualisme
Gelombang-Partikel
Mekanika
Cabang ilmu fisika yang membahas tentang gerakan benda (makroskopis)
Termodinamika
Cabang ilmu fisika yang membahas mengenai panas, suhu dan kelakuan partikel dalam jumlah yang cukup besar
Elektromegnetik
Cabang ilmu fisika yang membahas tentang teori kelistrikan, teori kemagnetan dan gelombang elektromagnetik
Mekanika kuantum
Cabang fisika yang membahas kelakuan partikel mikroskopis
Di sini ditanyakan apa yang dimaksud dengan fisika.
Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari tentang gejala alam yang terjadi di jagad raya. Yang dimaksud dengan gejala alam tidak lain adalah sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi. Sifat-sifat dan interaksi antar materi antara lain ditunjukkan oleh adanya berbagai macam zat dalam berbagai fase. Terjadinya berbagai peristiwa alam, keadaan alam yang berwarna-warni, dll tidak lepas dari adanya interaksi antar materi dan radiasi.
Ilmu fisika berkembang sesuai dengan hasil pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (metode ilmiah). Untuk melakukan pengamatan diperlukan imajinasi. Dari imajinasi orang tentang peristiwa alam timbul inspirasi untuk menjelaskannya sehingga tercipta teori. Dengan demikian fisika adalah ilmu pengetahuan yang merupakan hasil kreativitas manusia.
Sama-sama hasil kreasi manusia, apa bedanya fisika dengan karya seni atau karya sastra ?
Hasil kreasi dalam ilmu pengetahuan perlu diuji dalam suatu eksperimen. Dalam melakukan eksperimen perlu adanya pengukuran untuk memperoleh data. Sedangkan pengakuan atas karya seni/sastra didasarkan atas kesan/perasaan orang lain terhadap hasil karya tersebut.
Dengan demikian apakah yang dimaksud dengan metode ilmiah ?
Metode Ilmiah adalah pemakaian cara berpikir yang logis untuk mendapatkan suatu model alam yang sesuai dengan hasil-hasil eksperimen. (Giancoli,1988, 1-1).
Untuk menjelaskan peristiwa alam perlu idealisasi. Partikel merupakan idealisasi dari benda pejal. Partikel memiliki massa tetapi ukurannya sedemikian kecil sehingga secara geometris dapat dipandang sebagai sebuah titik.
Ruang : menurut geometri Euclides terdiri atas tiga variabel bebas (tiga dimensi). Posisi partikel bisa maju atau mundur.
Waktu : Besaran yang mencerminkan alur peristiwa. Alur peristiwa selalu maju.
Interaksi : hubungan timbal balik antar partikel. Untuk menyatakan besarnya interaksi antar partikel digunakan besaran gaya.
Interaksi gravitasi : hubungan timbal balik antar partikel bermassa. Interaksi ini dinyatakan dengan Hukum Newton.
Interaksi Elektromagnetik : hubungan timbal balik antar partikel bermuatan. Interaksi ini dinyatakan dengan Hukum Coulomb.
Interaksi Lemah : interaksi yang terjadi pada peluruhan beta.
Interaksi Kuat : Interaksi yang menyatukan proton di dalam inti.
Peristiwa fisika terjadi di “panggung” ruang tiga dimensi (dalam geometri Euclides) dan berubah dengan waktu.
Di dalam fisika klasik pada suatu posisi tertentu kita dapat menentukan secara pasti berapa momentum partikel. Perkembangan fisika klasik didasari oleh Hukum Newton.
Pada fisika Kuantum, jika kita hanya dapat menentukan kebolehjadian posisi dan momentum sebagaimana dinyatakan oleh prinsip Heisenberg. Perkembangannya didasarkan pada Dualisme Gelombang-Partikel.
Metode Ilmiah meliputi lima langkah berikut :
Pengamatan : Pengambilan data, baik dari pengamatan langsung atau dari eksperimen.
Hipotesa : penalaran sementara terhadap peristiwa yang diamati yang masih perlu diuji kebenarannya dengan eksperimen.
Eksperimen : Suatu prosedur tertentu yang dilakukan untuk mendapatkan, menguji atau mendemonstrasikan suatu peristiwa. Jika hasilnya tidak sesuai dengan hipotesa, hipotesa tersebut perlu dimodifikasi. Hipotesa yang baru perlu diuji ulang dengan melakukan eksperimen lagi.
Teori : Jika hipotesa cocok dengan hasil eksperimen (dalam batas-batas tertentu), hipotesa tersebut diterima sebagai teori
Prediksi : Dengan teori dapat diprediksi berbagai hal yang mungkin terjadi. Prediksi tersebut perlu diuji dengan suatu eksperimen. Jika hasilnya positif ditingkatkan/diperluas prediksi. Jika hasil negatif, teori tersebut perlu disempurnakan.
Mengingat tidak ada alat ukur yang sempurna, pengujian dengan eksperimen tidak dapat dituntut hasil yang tepat seperti yang diprediksikan.
