Mekaneka I (MFF 2401)
Mata kuliah ini merupakan mata kuliah wajib Program Studi Fisika Departemen Fisika FMIPA UGM. Mata Kuliah diberikan pada tiap semester Ganjil dengan bobot 3 sks teori. RPKPS ini disusun berdasarkan silabus yang telah ditetapkan oleh Program Studi Fisika Departemen Fisika FMIPA UGM.
RPKPS ini mencakup materi pembelajaran yang meliputi Gerak partikel dalam satu dimensi (di bawah pengaruh gaya tetap, gaya fungsi letak, waktu dan kecepatan); Gerak ayunan selaras (sederhana, teredam, terpaksa: gejala resonansi). Gerak partikel dalam dimensi tiga (di bawah pengaruh medan gaya konservatif), energi potensial, kekekalan energi mekanik dan momentum sudut; Gerak partikel di bawah pengaruh medan gaya sentral; Hukum-hukum Keppler, Hukum gravitasi Newton, gerak/trayektori planet; Sistem banyak partikel: Gerak pusat massa, kerangka acuan (KA) tak-inersial: KA dipercepat translasi, percepatan/gaya fantasi (semu, inersial), KA dirotasi, gaya coriolis, gaya sentrifugal, efek rotasi bumi; Rotasi benda tegar: persamaan gerak rotasi, sumbu rotasi tetap, sumbu rotasi bertranslasi, rotasi bebas, gerak/sistem giroskopik.
Karena mahasiswa yang mengikuti pekuliahan ini cukup banyak tiap semesternya lebih 120 orang, sehingga kuliah di bagi dalam dua kelas untuk prodi fisika, dengan memisahkan genap dan ganjil dari nomor mahasiswa. Dengan jumlah mahasiswa yang demikian besar tentu hal ini akan sedikit membatasi variasi jenis metode dalam pembelajaran. Metode pembelajaran mata kuliah Mekanika yang digunakan adalah : Metode ceramah (Quantum learning), diskusi kelas (Cooperative learning) dan pemberian contoh pemecahan persoalan (problem based learning) dengan berbasis pada paradigma student center learning (SCL).
Metode penilaian akhir mahasiswa didasarkan pada presentasi dari komponen: Kehadiran/keaktifan, Kuis, Tugas, PR, Ujian Tengah dan Ujian Akhir Semester
Silabus lengkap:
Mekanika Newton untuk partikel tunggal: Ruang dan waktu, Kecepatan linear, Percepatan linear, Kecepatan dan percepatan sudut (gerak lurus, gerak sembarang, gerak sebuah partikel dalam koordinat polar, rotasi benda tegar dengan sumbu tetap, gerak planar benda tegar, kerangka acuan dalam gerak relatif), Hukum Newton tentang gerak dan tentang Gravitasi: Hukum Newton tentang gerak, kerangka acuan inersia dan hokum kelembaman, hokum interaksi, massa dan gaya, hokum interaksi jamak, pusat massa, hokum gravitasi, gravitasi oleh distribusi massa, prinsip ekivalensi), Contoh-contoh Dinamika Partikel, Prinsip energy dan Hukum Kelestarian Energi (konsep energi, kelestarian energy pada gerak lurus, kelestarian energy dalam medan lestari, kelestarian energy pada sistem dengan konstrain), Getaran Linear: (benda pada pegas, gerak harmonic sederhana, getaran teredam, getaran terpaksa, prinsip seismograf, getaran tersambung), Getaran tak-linear dan ruang fase (getaran tak-linear periodik, bidang fase, teorema Poincare-Bendixson, getaran tak linear terpaksa), Mekanika sistem banyak partikel: Prinsip energy dan kelestarian Energi (konfigurasi dan derajat kebebasan, prinsip energy dan kelestarian energi, energi kinetic sebuah benda tegar), Prinsip momentum linear dan kelestariannya (momentum linear, prinsip momentum linear, gerak pusat massa, kelestarian momentum linear, gerak roket, teori benturan (tumbukan), tumbukan pada kerangka nirpusa, masalah dua benda, hamburan dua benda, sistem mekanik terintegralkan), Prinsip momentum sudut dan kelestariannya (momen gaya, momentum sudut, momentum sudut benda tegar, prinsip momentum sudut dan kelestariannya, gerak benda tegar planar, statika benda tegar dalam ruang tiga dimensi, gerak giroskop), Kerangka acuan tak inersial: Kerangka acuan dipercepat dan gaya inersial, Kerangka, acuan berputar, Dinamika partikel dalam kerangka acuan berputar, Dampak-dampak rotasi Bumi (Bandul Foucault, Angin pasat, perubahan iklim)
Buku Acuan:
- Douglas, G., 2006, Classical Mechanics, Cambridge University Press, Cambridge.
- Fowles, G.R., dan Cassidy, G. L., Analytical Mechanics, Thomson Brooks&Cole.