Fisika Dasar 1 [PDF]

Citation preview

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER PROGRAM STUDI S1 TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK



1. 2. 3. 4. 5. 6.



Nama Mata Kuliah Kode/SKS Prasyarat Status Mata Kuliah Bentuk Pembelajaran Dosen Pengampu



: : : : : :



Fisika Dasar 1 TIN10533 Wajib/Minat/Pilihan/.... *) Kuliah/ Seminar/ Tutorial/ Responsi/ Praktikum/ Praktik Studio/ Praktik Bengkel/ Praktik Lapangan (1) Ahmad Kholid Alghofari, ST, MT. (2) Ratnanto Fitriadi, ST, MT. 7. Deskripsi Singkat Mata Kuliah Mata kuliah ini merupakan kelompok Mata Kuliah Sains yang mempelajari dasar-dasar ilmu alam berupa gejala-gejala fisis dan hukum-hukum mekanika dalam masalah fisik. Pemahaman tentang konsep, teori, hukum, dan rumus-rumus fisika tersebut akan menjadi dasar berpikir saintifik. Materi mekanika berupa kinematika (yang menekankan bagaimana benda bergerak) maupun dinamika (menekankan mengapa benda bergerak). Kerja, energi, momentum, impuls, termodinamika, listrik dan magnet merupakan materi-materi dasar yang akan dijadikan dasar bagi pengembangan keilmuan di ilmu keteknikan 8. Capaian Pembelajaran Capaian Pembelajaran Program Studi S1 Teknik Industri yang terkait mata kuliah Fisika Dasar 1: a. CP-ST (Capaian Pembelajaran Sikap dan Tata Nilai) 1) Bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa dan mampu menunjukkan sikap religius. 2) Menginternalisasi nilai, norma, dan etika akademik. 3) Menunjukkan sikap bertanggungjawab atas pekerjaan di bidang keahliannya secara mandiri. b. CP-KU (Capaian Pembelajaran Ketrampilan Umum) 1) Mampu menerapkan pemikiran logis, kritis, sistematis, dan inovatif dalam konteks pengembangan atau implementasi ilmu pengetahuan dan teknologi yang memperhatikan dan menerapkan nilai humaniora. 2) Mampu mengambil keputusan secara tepat dalam konteks penyelesaian masalah, berdasarkan hasil analisis informasi dan data. c. CP-KK (Capaian Pembelajaran Ketrampilan Khusus)



1) Mampu menerapkan matematika, sains, dan prinsip rekayasa (engineering principles) untuk menyelesaikan masalah rekayasa kompleks pada sistem terintegrasi (meliputi manusia, material, peralatan, energi, dan informasi) 2) Mampu mengidentifikasi, memformulasikan dan menganalisis masalah rekayasa kompleks pada sistem terintegrasi berdasarkan pendekatan analitik, komputasional atau eksperimental. d. CP-PP (Capaian Pembelajaran Penguasaan Pengetahuan) 1) Menguasai konsep teoretis sains alam, yang diperlukan untuk analisis dan perancangan sistem terintegrasi. 2) Menguasai konsep dan aplikasi matematika rekayasa, yang diperlukan untuk analisis dan perancangan sistem terintegrasi. 3) Menguasai prinsip-prinsip rekayasa (engineering fundamentals), sains rekayasa dan perancangan rekayasa 9. Capaian Pembelajaran Perkuliahan 1) Memiliki ketrampilan dalam memanfaatkan hukum-hukum mekanika dalam masalah fisik 2) Memahami konsep kinematika baik satu atau dua dimensi 3) Memahami konsep dinamika gerak 4) Memahami konsep elastisitas material 5) Memahami konsep gelombang mekanik 6) Memahami karakteristik fluida 10. Bidang Kajian Matematika dan Sains Dasar 11. Materi Pembelajaran 1) Kinematika Benda Titik 2) Gerak Relatif 3) Dinamika Benda Titik (hukum-hukum Newton dengan konsep gaya, usaha dan energi, impuls dan momentum, hukum-hukum kekekalan) 4) Dinamika Sistem Benda Titik (pusat massa) 5) Gerak Rotasi (momentum sudut, rotasi benda tegar dengan sumbu tetap) 6) Elastisitas dan Osilasi 7) Gelombang Mekanik 8) Statika dan Dinamika fluida 12. Metode Pembelajaran Pembelajaran MK. Fisika Dasar 1 berbentuk kuliah dan/atau tutorial. Strategi pembelajaran aktif (active learning) digunakan untuk meningkatkan keaktifan mahasiswa selama proses perkuliahan, dengan menerapkan kombinasi metode belajar ekspositori, inkuiri, penugasan (assignment), diskusi kelompok, quiz, dan latihan (drill). Metode ekspositori digunakan sebagai langkah awal untuk menyajikan informasi kepada mahasiswa berupa konsep, hukum, teori dan rumus-



rumus fisika. Metode inkuiri dilakukan dengan memberikan pertanyaan atau permasalahan yang harus diselesaikan mahasiswa, untuk menilai penerimaan mahasiswa terhadap materi yang diberikan. Mahasiswa diminta untuk melakukan diskusi untuk menemukan jawaban atas pertanyaan atau masalah yang diberikan oleh dosen, dan kemudian memengerjakannya di depan kelas. Untuk memperkuat pemahaman mahasiswa diberi penugasaan sesuai tema untuk dikumpulkan. 13. Bentuk Penugasan Yang Direncanakan Penugasan diberikan untuk memberikan penguatan dan pengayaan konsep yang telah dipelajari. Penugasan diberikan dalam bentuk latihan-latihan soal (drill) yang harus diselesaikan oleh mahasiswa, baik secara berkelompok atau secara individu. Pemberian soal Quiz diakhir sesi untuk menguji pemahaman mahasiswa terhadap materi yang diberikan. Penugasan latihan/ pengerjaan soal diluar kelas untuk semakin mengasah kemampuan pemahaman mahasiswa terhadapmatei yag telah diberikan. 14. Penilaian Yang Direncanakan Penilaian untuk mengetahui keberhasilan pembelajaran Fisika Dasar memperhatikan aspek pengetahuan (cognitive), aspek sikap (affective), dan keterampilan (skills). Aspek sikap dinilai diantaranya melalui presensi dan keaktifan mahasiswa dalam perkuliahan. Aspek pengetahuan dinilai dari kemampuan mahasiswa menyelesaikan tugas, ujian tengah semester (UTS), dan ujian akhir semester (UAS). Skor diberikan dengan skala nilai 0 – 100 untuk masing-masing aspek. Skor akhir yang diperoleh mahasiswa mengikuti formula: 5 × 𝑘𝑒ℎ𝑎𝑑𝑖𝑟𝑎𝑛 + 30 × 𝑡𝑢𝑔𝑎𝑠 + 30 × 𝑈𝑇𝑆 + 35 × 𝑈𝐴𝑆 𝑆𝑘𝑜𝑟 = 100 Pendekatan penilaian yang dilakukan adalah Pendekatan Acuan Patokan (PAP). Grade nilai akhir mata kuliah dikategorikan sebagai berikut: 77 < skor < 100, nilai A 70 < skor < 77, nilai AB 63 < skor < 70, nilai B 56 < skor < 63, nilai BC 50 < skor < 56, nilai C 35 < skor < 50, nilai D 0 < skor < 35, nilai E



15. Referensi / Sumber Ajar dan Sumber Informasi 1) R. A. Serway, Physics For Scientists And Engineers with Modern Physics, Fourth Edi. New York: Saunders College Publishing, 1996. 2) J. Walker, D. Halliday, and R. Resnick, Fundamentals of physics, 10th editi. John Wiley & Sons, 2014. 3) R. Bott, Fundamentals of physics, 10th ed., no. 1. United States of America: John Wiley & Sons, 2014. 4) D. McMonagle, Physics: An Illustrated Guide to Science. New York: Chelsea House, 2006. 5) F. Miller, College Physics, Ninth., vol. 28, no. 2. Boston: Charles Hartford, 1960. 6) D. C. Giancoli, Fisika Dasar, Edisi klim. Jakarta: Erlangga, 2001. 7) H. D. Young, R. A. Freedman, and A. Lewis Ford, Sear And Zemansky’s University Physics With Modern Physics, 13th ed. San Francisco: Pearson



Education, 2013. 8) R. A. Serway and J. W. Jewett, Physics For Scientists And Engineers with Physics NOW and InfoTrac, Sixth Edit. New York: Thomson Brooks/Cole, 2004. 9) E. Jennings, M. Roddy, A. J. Leckey, and G. Feigenblat, “Use of Scripted Role-Play in Evaluation of Multiple-User Multiple-Service Mobile Social and Pervasive Systems,” Int. J. Mob. Hum. Comput. Interact., vol. 7, no. 4, pp. 35–52, 2015. 16. Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan



1 Memahami definisi besaran, dan pengukuran dalam Fisika, serta dapat menggunakan satuan dan dimensi



- Mengetahui ruang lingkup mk. Fisika Dasar 1. - Memahami kontrak belajar yang disepakati - Mampu menjelaskan pengertian besaran, pengukuran, dan dimensi



2 Memahami gerak dan - Menjelaskan definisi pengelompo-kannya. gerak, dan Gerak Lurus pengelompokkan gerak. Beraturan (GLB), - Menjelaskan ciri-ciri Gerak Lurus Berubah GLB, menjelaskan Beraturan (GLBB), pengukuran jarak dan dan gerak jatuh bebas kecepatan, dan menjelaskan hubungan jarak dengan kecepatan. 3 Memahami gerak - Menjelaskan ciri-ciri benda dalam bidang GLBB, datar. - Menjelaskan tentang jarak/ kecepatan, awal,



- RPS (Rencana Pembelajaran Semester) - Kontrak Belajar - Pengertian besaran - Pengukuran dan satuan - Dimensi



150’ (T/D)



✓



- Pengertian gerak, 150’ jarak, lintasan. (T/D) - Ciri-ciri GLB - Ciri-ciri GLBB - Besaran jarak, kecepatan dan percepatan. - Gerak jatuh bebas



✓ ✓



150’ (T/D)



✓ ✓



- Gerak benda dalam bidang datar. - Gerak peluru.



✓ ✓



Web/ online media



Soal/ tugas



Waktu



Audio/ video



Materi Ajar



Animasi/ simulasi



Indikator



Handout



Capaian Pembelajaran Perkuliahan (Kemampuan Akhir Yang Diharapkan)



Teks



Minggu ke-



Media dan alat belajar



Aktivitas



Metode Pembelajaran



Pembelajaran aktif, ekspositori, inkuiri.



Pembelajaran aktif, ekspositori, inkuiri, diskusi



✓



Evaluasi



Sumber ajar



Dosen



Mahasiswa



Presentasi, memotivasi awal kuliah, membimbing jalannya diskusi, memberikan contohcontoh kasus fisika Presentasi, latihan soal



Menyimak, berdiskusi, mempresentasikan hasil diskusi



Mahasiswa [1]:[2]:[3]: menyampai [4] [5] kan rumusrumus fisika yang pernah dipelajari dan hasil diskusi pengukuran



Menyimak, berdiskusi, mempresenta sikan hasil diskusi



Beberapa [1]:[6] mahasiswa mengerjaka n latihan soal di depan kelas



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1]:[6] mengerjaka n latihan soal



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



akhir, dan kecepatan rata- - Gerak melingkar rata - Menjelaskan tentang gerak jatuh bebas. 4 Memahami hubungan - Menjelaskan gerak besaran besaran yang melingkar beraturan dan berhubungan dengan tidak beraturan. sifat angular dan - Menjelaskan hubungan tangensial besaran besaran yang berhubungan dengan sifat angular dan tangensial 5 Memahami besaran - Menjelaskan besaran kinematis, jenis gerak kinematis rotasi rotasi, kecepatan dan - Menjelaskan jenis gerak percepatan gerak rotasi rotasi - Menjelaskan kecepatan dan percepatan gerak rotasi 6 Memahami macam- Menjelaskan menjelaskan macam gaya beserta tentang macam-macam contohnya gaya beserta contohnya. nonkonservatif - Menentukan besar gaya ysng merupakan terapan dari hukum newton. 7 Memahami dinamika - Menjelaskan bahwa partikel dan Hukum hukum newton Newton tentang gerak menyatakan hubungan antara gaya, massa, dan gerak benda - Menjelaskan Hukum Newton I, II dan III 8 Memahami torka pada - Menjelaskan Torka pada sebuah partikel , sebuah partikel kesetimbangan benda - Menjelaskan tegar, stabilitas dan kesetimbangan benda kesetimbangan tegar



- Gerak melingkar 150’ - Hubungan (T/D) besaran angular dan tangensial



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1][7] mengerjaka n latihan soal



- Besaran 150’ kinematika rotasi. (T/D) - Jenis gerak rotasi. - Kecepatan dan percepatan gerak rotasi



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1]:[2] mengerjaka n latihan soal



- Macam-macam gaya dan contohnya. - Gaya konservatif - Gaya non konservatif - Hukum Newton I. - Hukum Newton II. - Hukum Newton III.



150’ (T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, drill soal, latihan soal, diskusi, tugas penugasan



Menyimak, Beberapa [7]:[8] mengerjakan mengumpul latihan soal kan tugas dan tugas



150’ (T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1][9] mengerjaka n latihan soal



- Torka - Kesetimbangan benda tegar - Pusat gravitasi - Stabilitas dan kesetimbangan



150’ (T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1][9] mengerjaka n latihan soal



- Menjelaskan pusat gravitasi - Menjelaskan stabilitas dan kesetimbangan 9 Memahami - Menjelaskan tentang Momentum Linear momentum linear dan dan Momentum Sudut momentum sudut sebuah benda -



- Contoh-contoh kesetimbangan



- Impuls dan momentum linear - Kekekalan momentum - Gerak pusat massa - sebuah partikel - Tumbukan elastik dan tak elastik - Momentum sudut sebuah benda tegar - Momentum sudut - Center of gravity - Tegangan dan regangan - Elastisitas dan plastisitas



150’ (T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1][9] mengerjaka n latihan soal



150’ (T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1][9] mengerjaka n latihan soal



150’ (T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1][9] mengerjaka n latihan soal



- Tipe-tipe gelombang mekanik - Periode gelombang - Kecepatan gelombang 13 Memahami dinamika - Menjelaskan konsep - Densitas fluida densitas fluida - Tekanan dalam - Memahami tekanan dalam fluida fluida - Persamaan Bernouli 14 Memahami konsep - Mampu menggunakan - Kasus pemakaian fisika mekanik dalam rumusan fisika dalam fisika dalam sehari-hari kasus industri dunia industri



150’ (T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1][9] mengerjaka n latihan soal



150’ (T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran Presentasi, aktif, memberikan ekspositori, latihan soal inkuiri, latihan



Menyimak, berdiskusi, mengerjakan latihan soal



Mahasiswa [1][9] mengerjaka n latihan soal



150’ T/D)



✓ ✓



✓



Pembelajaran aktif, ekspositori



Menyimak, berdiskusi



Mahasiswa [1][6][9] presentasi



10 Memahami kekekalan - Menjelaskan kekekalan momentum momentum - Menjelaskan tumbukan elastik dan non elastik



11 Memahami center of gravity, kesetimbangan, dan deformasi material



12 Memahami konsep gelombang mekanik



- Menjelaskan konsep center of gravity - Menjelaskan deformasi karena gaya - Menjelaskan akibat gaya pembebanan - Menjelaskan tipe-tipe gelombang mekanik - Menjelaskan periode, kecepatan, dan energi gelombang mekanik



Presentasi, memandu diskusi



17. Monitoring dan Umpan Balik Monitoring dan evaluasi perkuliahan dilakukan oleh mahasiswa dengan menggunakan Evaluasi Dosen Oleh Mahasiswa (EDOM) yang ada di pada aplikasi sistem online Administrasi Akademik UMS (ADUMS). Mahasiswa diwajibkan memberikan penilaian atau evaluasi proses pembelajaran dosen pada masa pengisian KRS untuk semester berikutnya. Dosen akan mendapatkan hasil penilaian mahasiswa melalui Gugus Penjaminan Mutu (GJM).



Disahkan oleh



Mengetahui,



Surakarta, 22 Mei 2015 Yang Membuat



(Hafidh Munawir, ST, M.Eng)



(Ratnanto Fitriadi, ST, MT.)



(Ahmad Kholid Alghofari, ST, MT.)



PERHITUNGAN BEBAN BELAJAR MAHASISWA DAN SKS MATA KULIAH: FISIKA DASAR 1 PROGRAM STUDI S1 TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK



No



CP Perkulihan



Indikator



Materi Ajar



Perkiraan Waktu Pengalaman Belajar T/D



P/P



1



Memahami definisi besaran, dan pengukuran dalam Fisika, serta dapat menggunakan satuan dan dimensi



- Mengetahui ruang lingkup mk. Fisika Dasar 1. - Memahami kontrak belajar yang disepakati - Mampu menjelaskan pengertian besaran, pengukuran, dan dimensi



- Pengertian besaran - Pengukuran dan satuan - Dimensi



150’



2



Memahami gerak dan pengelompokannya. Gerak Lurus Beraturan (GLB), Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), dan gerak jatuh bebas



- Menjelaskan definisi gerak, dan pengelompokkan gerak. - Menjelaskan ciri-ciri GLB, menjelaskan pengukuran jarak dan kecepatan, dan menjelaskan hubungan jarak dengan kecepatan.



-



Pengertian gerak, jarak, lintasan. Ciri-ciri GLB Ciri-ciri GLBB Besaran jarak, kecepatan dan percepatan. - Gerak jatuh bebas



150’



3



Memahami gerak benda dalam bidang datar.



- Gerak benda dalam bidang datar. - Gerak peluru. - Gerak melingkar



150’



4



Memahami hubungan besaran besaran yang berhubungan dengan sifat angular dan tangensial



- Gerak melingkar - Hubungan besaran angular dan tangensial



100’



100’



5



Memahami besaran kinematis, jenis gerak rotasi, kecepatan dan percepatan gerak rotasi



- Menjelaskan ciri-ciri GLBB, - Menjelaskan tentang jarak/ kecepatan, awal, akhir, dan kecepatan rata-rata - Menjelaskan tentang gerak jatuh bebas. - Menjelaskan gerak melingkar beraturan dan tidak beraturan. - Menjelaskan hubungan besaran besaran yang berhubungan dengan sifat angular dan tangensial - Menjelaskan besaran kinematis rotasi - Menjelaskan jenis gerak rotasi - Menjelaskan kecepatan dan percepatan gerak rotasi



- Besaran kinematika rotasi. - Jenis gerak rotasi. - Kecepatan dan percepatan gerak rotasi



100’



100’



6



Memahami macam-macam gaya beserta contohnya



- Menjelaskan menjelaskan tentang macammacam gaya beserta contohnya. - Menentukan besar gaya ysng merupakan terapan dari hukum newton.



- Macam-macam gaya dan contohnya. - Gaya konservatif - Gaya non konservatif



150’



nonkonservatif



SKS



L/TK 3



7



Memahami dinamika partikel dan Hukum Newton tentang gerak



- Menjelaskan bahwa hukum newton menyatakan hubungan antara gaya, massa, dan gerak benda - Menjelaskan Hukum Newton I, II dan III - Menjelaskan Torka pada sebuah partikel - Menjelaskan kesetimbangan benda tegar - Menjelaskan pusat gravitasi - Menjelaskan stabilitas dan kesetimbangan - Menjelaskan tentang momentum linear dan momentum sudut sebuah benda



- Hukum Newton I. - Hukum Newton II. - Hukum Newton III.



100’



8



Memahami torka pada sebuah partikel , kesetimbangan benda tegar, stabilitas dan kesetimbangan



-



Torka Kesetimbangan benda tegar Pusat gravitasi Stabilitas dan kesetimbangan Contoh-contoh kesetimbangan Impuls dan momentum linear Kekekalan momentum Gerak pusat massa sebuah partikel



150’



9



Memahami Momentum Linear dan Momentum Sudut



10



Memahami kekekalan momentum



- Menjelaskan kekekalan momentum - Menjelaskan tumbukan elastik dan non elastik



Memahami center of gravity, kesetimbangan, dan deformasi material



12



Memahami konsep gelombang mekanik



-



13



Memahami dinamika fluida



14



Memahami konsep fisika mekanik dalam sehari-hari



Tumbukan elastik dan tak elastik Momentum sudut sebuah benda tegar Momentum sudut Center of gravity Tegangan dan regangan Elastisitas dan plastisitas Tipe-tipe gelombang mekanik Periode gelombang Kecepatan gelombang Densitas Tekanan dalam fluida Persamaan Bernouli Kasus pemakaian fisika dalam dunia industri



150’



11



-



Jumlah



Menjelaskan konsep center of gravity Menjelaskan deformasi karena gaya Menjelaskan akibat gaya pembebanan Menjelaskan tipe-tipe gelombang mekanik Menjelaskan periode, kecepatan, dan energi gelombang mekanik - Menjelaskan konsep densitas fluida - Memahami tekanan dalam fluida - Mampu menggunakan rumusan fisika dalam kasus industri



100’



200’



100’



150’



150’ 150’ 100’ 1.850’



200’ 300’



400’



• T/D: Teori/Deklaratif, yaitu pengalaman belajar dengan pendekatan ekspositori, dengan bobot waktu 1 jam tatap muka setara dengan 50 menit. • P/P: Praktikum/Prosedural, yaitu pengalaman belajar melalui serangkaian proses praktikum, penghayatan, pemodelan, simulasi, dengan bobot waktu 1 jam tatap muka setara dengan 100 menit. • L/TK: Lapangan/Tataran Kontekstual, yaitu pengalaman belajar melalui praktik langsung pada situasi dan kondisi nyata di lapangan dan atau masyarakat, dengan bobot waktu 1 jam tatap muka setara dengan 200 menit Rumus besaran SKS adalah: SKS =



(1  1.850 ) + (0,5  300 ) + (0,25  400 ) 2.100 (1 T / D) + (0,5  P / P) + (0,25  L / TK ) = = 3. .= 14 x50 700 14 x50