Nama Mata Kuliah: Mekanika
Kode Mata Kuliah:
SKS: 3 SKS
Semester: Ganjil 2026/2027]
Dosen Pengampu: Dr. Ea Cahya Septia Mahen
Mata kuliah ini membahas konsep-konsep fundamental mekanika klasik dengan pendekatan analitik dan matematis yang lebih mendalam daripada mekanika dasar. Topik mencakup gerak partikel dalam satu dan tiga dimensi, osilasi, sistem koordinat non-inersia, gravitasi dan gaya sentral, dinamika sistem partikel, serta pengenalan mekanika Lagrange dan Hamiltonian sebagai formalisme lanjutan.
Wajib: Fowles, G.R., & Cassiday, G.L. (2005). Analytical Mechanics. Edisi ke-7. Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole.
Pendukung: Buku teks mekanika klasik lainnya serta jurnal ilmiah yang relevan.
Setelah mengikuti perkuliahan ini, mahasiswa diharapkan mampu:
Menganalisis gerak partikel menggunakan hukum-hukum Newton dalam berbagai sistem koordinat .
Menyelesaikan masalah osilasi harmonik sederhana, teredam, dan terpaksa .
Menerapkan konsep gaya sentral dan hukum gravitasi untuk menganalisis gerak orbit .
Menjelaskan efek-efek fisika dalam sistem referensi non-inersia .
Memformulasikan persamaan gerak sistem partikel dan benda tegar .
Memperkenalkan dan mengaplikasikan formalisme Lagrange untuk menyelesaikan masalah mekanika .
Materi kuliah akan mengikuti bab-bab utama dari buku Fowles & Cassiday (Edisi ke-7) :
Pertemuan Topik Referensi Bab
1 Pengantar Konsep Dasar Vektor Bab 1
• Besaran skalar dan vektor
• Sistem koordinat dan komponen vektor
• Operasi vektor (penjumlahan, dot product, cross product)
• Turunan vektor terhadap waktu
2 Mekanika Newton: Gerak Lurus Partikel (Bagian 1) Bab 2
• Hukum-hukum Newton
• Gerak dengan gaya konstan
• Gerak vertikal di bawah gravitasi
3 Mekanika Newton: Gerak Lurus Partikel (Bagian 2) Bab 2
• Gerak dengan gaya bergantung waktu
• Gerak dengan gaya bergantung kecepatan (hambatan udara)
• Gerak dengan gaya bergantung posisi
4 Osilasi Harmonik Sederhana (SHM) Bab 3
• Karakteristik SHM
• Energi dalam SHM
• Pendekatan osilasi harmonik
• Osilasi terkopel
5 Osilasi Teredam Bab 3
• Osilasi teredam ringan (< 1)
• Osilasi teredam kritis (= 1)
• Osilasi teredam kuat (> 1)
• Aplikasi dalam sistem fisik
6 Osilasi Terpaksa dan Resonansi Bab 4
• Osilasi terpaksa tanpa redaman
• Osilasi terpaksa dengan redaman
• Fenomena resonansi
• Lebar resonansi dan faktor kualitas (Q)
7 Gerak Umum Partikel dalam Tiga Dimensi Bab 4
• Vektor posisi, kecepatan, percepatan dalam 3D
• Gerak proyektil dalam 3D
• Koordinat silinder dan bola
• Gerak melingkar dan gerak heliks
8 Ujian Tengah Semester (UTS) Bab 1-4
Materi Pertemuan 1 - 7
9 Sistem Referensi Non-Inersia Bab 5
• Sistem koordinat berotasi
• Gaya sentrifugal
• Gaya Coriolis
• Gaya Euler
• Efek Coriolis pada gerak di permukaan Bumi
10 Gaya Gravitasi Bab 6
• Hukum gravitasi universal Newton
• Medan gravitasi dan potensial gravitasi
• Hukum Gauss untuk gravitasi
• Distribusi massa berbentuk bola
11 Gaya Sentral dan Gerak Orbit (Bagian 1)
• Karakteristik gaya sentral
• Kekekalan momentum sudut
• Kekekalan energi
• Persamaan orbit (Binet)
12 Gaya Sentral dan Gerak Orbit (Bagian 2) Bab 6
• Orbit Kepler (elips, parabola, hiperbola)
• Hukum Kepler I, II, III
• Gerak satelit
• Hamburan partikel oleh gaya sentral
13 Dinamika Sistem Partikel Bab 7
• Pusat massa
• Momentum linear dan kekekalannya
• Momentum sudut sistem partikel
• Energi kinetik sistem partikel
• Tumbukan (elastis dan tidak elastis)
14 Pengantar Mekanika Lagrangian (Bagian 1) Bab 10
• Prinsip Hamilton / Prinsip Aksi Terkecil
• Koordinat umum dan derajat kebebasan
• Fungsi Lagrange
• Penurunan Persamaan Lagrange dari prinsip Hamilton
• Keunggulan pendekatan Lagrangian dibanding Newton
15 Mekanika Lagrangian (Bagian 2) & Pengantar Hamiltonian Bab 10
• Aplikasi Persamaan Lagrange pada berbagai sistem
• Koordinat siklik dan momentum umum
• Fungsi Hamiltonian
• Persamaan Hamilton
• Arti fisis Hamiltonian
16 Ujian Akhir Semester (UAS) Bab 5-10
Materi Pertemuan 9 - 15
Kuliah Tatap Muka: Penyampaian materi secara interaktif.
Diskusi dan Tanya Jawab: Pembahasan konsep dan soal-soal.
Pembelajaran Mandiri: Mahasiswa diwajibkan membaca materi sebelum perkuliahan.
Tugas Terstruktur: Pengerjaan soal-soal dari buku teks dan sumber lain .
Evaluasi hasil belajar mahasiswa akan dilakukan melalui komponen-komponen berikut:
Komponen Bobot (%)
Kehadiran & Partisipasi Aktif 10%
Tugas Terstruktur (PR/Quiz) 25%
Ujian Tengah Semester (UTS) 30%
Ujian Akhir Semester (UAS) 35%
Total 100%
Kehadiran: Mahasiswa wajib hadir minimal 75% dari total pertemuan.
Keterlambatan: Mahasiswa yang terlambat lebih dari 15 menit diperkenankan mengikuti kuliah, tetapi dianggap tidak hadir pada pertemuan tersebut.
Tugas: Tugas dikumpulkan tepat waktu sesuai jadwal. Keterlambatan pengumpulan akan mengurangi nilai tugas.
Ujian: Tidak ada ujian susulan tanpa alasan yang jelas dan dapat diterima secara medis atau akademis (dengan surat keterangan resmi).
Integritas Akademik: Plagiarisme dan kecurangan dalam ujian akan ditindak tegas sesuai peraturan akademik yang berlaku.
Mahasiswa dapat berkonsultasi mengenai materi perkuliahan di luar jam tatap muka melalui:
Jam Kantor: [Hari, Jam, dan Ruang Kantor Dosen]
Email: ea.cahya@uinsgd.ac.idPlatform Online: (Opsional, misal: Grup WhatsApp/Telegram)
Demikian kontrak perkuliahan ini dibuat untuk disepakati dan dilaksanakan bersama. Semoga perkuliahan ini berjalan lancar dan memberikan manfaat bagi pengembangan keilmuan kita semua.
Mengetahui,
Dosen Pengampu,
Dr. Ea Cahya Septia Mahen, S.Pd., M.Si.
NIP. 198809072015031005