Judul Buku
: Konsep dasar IPA I (mekanika)
Penulis
: Zainal Abidin Suarja
Editor
: Mustafa Kamal Nst, M.Ed dan Drs. Musdiani, M.Pd
ISBN
: 978-602-14493-1-8
Mekanika berasal dari mechanikos Yunani, yaitu "seseorang yang ahli di bidang mesin") adalah jenis ilmu khusus yang mempelajari fungsi dan pelaksanaan mesin, alat atau barang-barang seperti mesin adalah mekanika. bagian yang sangat penting dalam ilmu fisika, terutama untuk orang-orang … (tidak bisa ditampilkan)
Mekanik (Mekanika) juga berarti ilmu yang mempelajari gerakan suatu benda serta efek gaya dalam gerakan itu. Cabang Ilmu Mekanika terbagi dua; Mekanika Mekanika Statis dan dinamis, Mekanika dinamis yang dapat dibagi dalam dua dengan baik, yaitu Kinematik dan kinetik… (tidak bisa ditampilkan) Dalam bahasa lain juga dijelaskan bahwa mekanisme adalah cabang fisika yang berhubungan dengan objek yang diam atau bergerak di bawah pengaruh gaya … (tidak bisa ditampilkan) Mekanika merupakan ilmu fisika yang tertua. Tulisan tertua yang berisi ilmu ini dibuat oleh Archimedes (287-212 sebelum Masehi) yang membahas prinsip pengungkit dan prinsip kemampuan mengapung. Kemajuan yang besar diawali oleh hukum kombinasi vektor gaya oleh Stevinus (1548-1620) … (tidak bisa ditampilkan)
Prinsip-prinsip mekanika sangat tergantung pada matematika yang teliti. Jadi peranan matematika sangat penting dalam mekanika teknik, yang merupakan penerapan prinsip-prinsip mekanika pada penyelesaian persoalan praktis… (tidak bisa ditampilkan) Aristoteles merupakan orang pertama pada periode ini yang mengemukakan cabang mekanika yang berurusan dengan hubungan timbal balik antara gerak dan gaya yaitu bidang dinamika… (tidak bisa ditampilkan)
Membicarakan Archimedes tidaklah lengkap tanpa kisah insiden penemuannya saat dia mandi. Saat itu dia menemukan bahwa hilangnya berat tubuh sama dengan berat air yang dipindahkan. Dia meloncat dari tempat mandi dan berlari terlanjang di jalanan Syracuse sambil berteriak “Eureka, eureka!” (saya sudah menemukan, saya sudah menemukan). Saat itulah Archimedes menemukan hukum pertama hidrostatik. … (tidak bisa ditampilkan)
KONSEP DASAR IPA-I (MEKANIKA) ŠZainal Abidin Suarja, S.Pd, M.Pd Penerbit NATURAL ACEH Jalan T. Iskandar, Lr. Rumbia, Ceurih, Ulee Kareng, Banda Aceh, Aceh 23117 Hak cipta dilindungi oleh undang-undang. Editor Penata Isi
: Mustafa Kamal Nasution, M.Ed : Drs. Musdiani, M.Pd
Diterbitkan pertama kali oleh Penerbit Natural Aceh, Banda Aceh, 2013. Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun (seperti cetakan, fotokopi, microfilm, VCD, CD-ROM, dan rekaman suara) tanpa izin tertulis dari pemegang hak cipta/penerbit.
i
Kata Pengantar Buku ini berjudul “KONSEP DASAR IPA-I (MEKANIKA)�, yang menjadi bagian dari buku Jilid Konsep Dasar IPA-I. Jilid atau edisi Mekanika ini berisi tentang Mekanika yang merupakan cabang ilmu fisika tertua yang berhubungan dengan materi (benda), yaitu ilmu yang mempelajari gerak benda, baik benda yang diam (statika) maupun benda yang bergerak (kinematika dan dinamika). Kinematika merupakan ilmu fisika yang mempelajari gerak suatu benda tanpa memperhatikan penyebab gerak benda tersebut, sedangkam dinamika merupakan ilmu fisika yang mempelajari gerak suatu benda dengan memperhatikan atau memperhitungkan penyebab gerak benda tersebut. Masalah mekanika merupakan hal yang cukup penting dalam perkembangan ilmu fisika untuk kita pelajari karena masalah mekanika sangat erat kaitannya dengan peristiwa yang tejadi dalam kehidupan kita sehari-hari. Sebagaimana kita ketahui bahwa fisika merupakan ilmu yang mempelajari gejala alam yang dapat diamati dan diukur, dan kasus mekanika merupakan salah satu gejala alam yang dapat diamati dan diukur. Sebagai sebuah karya tulis, buku ini telah melalui suatu perjalanan panjang. Sebagai monografi, diharapkan tulisan ini bisa dikritik, dikomentari dan dilengkapi dengan pertanyaan-pertanyaan pembaca yang mendukung sehingga dapat diperbaiki dan diterbitkan kembali menjadi buku yang lebih baik.
Tulisan ini pun mustahil menjadi sebuah buku sebagaimana adanya saat ini jika tidak ditopang oleh banyak pihak. Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang tinggi atas dukungan Yayasan Natural Aceh untuk menerbitkan buku ini sehingga dapat diedarkan ke dan dimanfaatkan oleh kalangan yang semakin luas lagi. Terima kasih untuk STKIP Bina Bangsa Meulaboh, STKIP Bina Bangsa Getsempena, dan seluruh teman, sahabat, rekan dan relasi penulis yang memberikan semangat, dorongan, bantuan serta dukungan sehingga penulis dapat merampungkan semua yang diperlukan supaya buku ini dapat diterbitkan.
Akhirnya, buku ini dipersembahkan untuk seluruh teman-teman mahasiswa di PGSD STKIP Bina Bangsa Meulaboh yang telah mengisi, mencari dan menyusun bahan untuk penerbitan buku ini. Banda Aceh Oktober 2013 Penulis
ii
Konsep Dasar IPA-I (Mekanika) Zainal Abidin Suarja, S.Pd, M.Pd Binti Asrah, Salmiana, Mardiana, Roni Fasla, Sariman, Desi Asrini, Mulianita, Saini, Riska Nindia Putri, Siti Nurbaya, Sari Larasati, Khairunnisa, Ilmi Juliana, Sri Wahyuni, Nurliana, Suhada Putra, Ayu Aryati Norra Lovyta, Rahmad, Kalidin, Arman, Sofian, Ikram Husna, Akil Putra Amin, Sahdi Suladmi, Nurkharisawati, Kafarudin, Sukri Amin, Aen Tona dan Siti Rahmah
Penerbit NATURAL ACEH, Banda Aceh - Aceh
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR............................................................................................ ii DAFTAR ISI........................................................................................................... iii Bab 1 Mekanika.......................................................................................................1 a. Pengertian Mekanika.................................................................................3 b. Sejarah Mekanika......................................................................................5 Bab 2 Mekanika Newton ........................................................................................11 a. Pengertian.................................................................................................12 b. Rumus ......................................................................................................14 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................15 Bab 3 Mekanika Hamiltonian.................................................................................18 a. Pengertian.................................................................................................19 b. Rumus ......................................................................................................20 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................21 Bab 4 Mekanika Lagrangean..................................................................................23 a. Pengertian.................................................................................................24 b. Rumus ......................................................................................................25 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................26 Bab 5 Mekanika Benda Langit ...............................................................................28 a. Pengertian.................................................................................................29 b. Rumus ......................................................................................................30 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................31 Bab 6 Astrodinamika ..............................................................................................33 a. Pengertian.................................................................................................34 b. Rumus ......................................................................................................35 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................36 Bab 7 Mekanika Zat Padat......................................................................................39 a. Pengertian.................................................................................................40 b. Rumus ......................................................................................................41 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................42 Bab 8 Mekanika Fraktura .......................................................................................45
iii
a. Pengertian.................................................................................................46 b. Rumus ......................................................................................................47 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................48 Bab 9 Akustik .........................................................................................................53 a. Pengertian.................................................................................................54 b. Rumus ......................................................................................................55 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................57 Bab 10 Statika...........................................................................................................60 a. Pengertian.................................................................................................61 b. Rumus ......................................................................................................63 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................65 Bab11 Mekanika Fluida...........................................................................................71 a. Pengertian.................................................................................................72 b. Rumus ......................................................................................................74 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................76 Bab 12 Mekanika Tanah...........................................................................................82 a. Pengertian.................................................................................................83 b. Rumus ......................................................................................................84 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................85 Bab 13 Mekanika Kontinuum...................................................................................87 a. Pengertian.................................................................................................88 b. Rumus ......................................................................................................89 c. Aplikasi Kehidupan..................................................................................91 Bab 14 Hidrolika ......................................................................................................95 a. Pengertian.................................................................................................96 b. Rumus ......................................................................................................98 c. Aplikasi Kehidupan.................................................................................100 Bab 15 Statika Fluida ..............................................................................................103 a. Pengertian................................................................................................104 b. Rumus .....................................................................................................106 c. Aplikasi Kehidupan.................................................................................117
iv
Bab 16 Mekanika Terapan.......................................................................................119 a. Pengertian................................................................................................120 b. Rumus .....................................................................................................122 c. Aplikasi Kehidupan.................................................................................123 Bab 17 Biomekanika ...............................................................................................127 a. Pengertian................................................................................................128 b. Rumus .....................................................................................................129 c. Aplikasi Kehidupan.................................................................................133 Bab 19 Biofisika ......................................................................................................134 a. Pengertian................................................................................................135 b. Rumus .....................................................................................................136 c. Aplikasi Kehidupan.................................................................................137 Bab 20 Mekanika Statistik.......................................................................................139 a. Pengertian................................................................................................140 b. Rumus .....................................................................................................142 c. Aplikasi Kehidupan.................................................................................143 Bab 21 Fisika Relativistik .......................................................................................146 a. Pengertian................................................................................................147 b. Rumus .....................................................................................................148 c. Aplikasi Kehidupan.................................................................................149 Daftar Pustaka .........................................................................................................151
v