Kalkulus Vektor

rusydi-course-2015-fit303-1-cover

Pengalaman mengajar kuliah Listrik dan Magnet tahun 2007 — 2010 menunjukkan bahwa lebih baik menghabiskan waktu dan tenaga lebih banyak untuk membahas vektor kalkulus.

Medan elektrostatik, medan elektrodinamik, dan teori elektrodinamika bakalan lebih mudah kita pahami kalau dari awal kita sudah mengerti kalkulus vektor.

Parameter mengerti kalkulus vektor untuk keperluan kuliah ini ada dua, yaitu:

  1. Kita mengerti secara geometris teorema fundamental kalkulus untuk operasi gradien, operasi divergensi, dan operasi curl.
  2. Kita mengerti argumen teorema Helmholtz yang menjadi dasar dari teori medan vektor.

Itu saja. Continue reading “Kalkulus Vektor”

Silabus kuliah Listrik dan Magnet 2015

Taut berikut adalah silabus kuliah Listrik dan Magnet yang saya ajar di Fisika Universitas Airlangga untuk tahun ajaran 2015/2016.

rusydi-course-2015-fit303-syllabus.zip

File ini dikunci dengan kata sandi:

Continue reading “Silabus kuliah Listrik dan Magnet 2015”

Pengantar kuliah Listrik dan Magnet 2015

rusydi-course-2015-fit303-0-cover

Jika ada bagian fisika yang menggetarkan jiwa saya, itu adalah teori elektrodinamika.

Gara-gara elektrodinamika inilah saya memutuskan untuk berhenti di dunia industri dan kembali ke bangku kuliah.

Saat itu seorang teman memberikan hadiah ulang tahun ke-24 untuk saya sebuah buku berjudul “Surely You Are Joking, Mr. Feynman”, sebuah buku biografi tidak resmi dari Richard Feynman, genius fisika paling cool sedunia.

Buku “Surely You Are Joking, Mr. Feynman” mengantarkan saya pada buku fisika dasar dari kuliah Feynman di Caltech, “Feynman Lecture on Physics“. Inilah pertama kali saya membaca buku fisika yang aneh, tidak biasanya, selama hidup saya saat itu. Bayangkan, bab pertama buku ini adalah tentang teori atom.

Setelah itu, saya pun membeli sejumlah buku-buku lain hasil karya pemikiran Feynman. Buku Feynman yang paling fundamental bagi saya adalah QED: The Strange Theory of Light and Matter. Buku ini berdasarkan teks kuliah umum Feynman di University of Auckland, Selandia Baru, dengan audien bukan ilmuwan. Penjelasannya menakjubkan, menggetarkan jiwa.

Feynman adalah orang yang memberi sentuhan terakhir pada teori elektrodinamika, menjadi sebuah teori dalam ranah kuantum dan menjadi satu-satunya teori yang paling utuh kita pahami sebagai manusia.

Di Fisika Unair, teori elektrodinamika diajarkan dalam mata kuliah Listrik dan Magnet. Mata kuliah ini berbeban empat sks dan tersedia bagi mereka yang sudah memasuki semester 5.

Pada pertemuan pertama, saya memperkenalkan posisi teori elektrodinamika di antara teori-teori fisika yang lain. Misi pada pertemuan ini hanya satu, memberi tahu peserta kuliah bahwa nyaris semua fenomena dalam kehidupan sehari-hari kita terjadi karena elektron dan cahaya dan dapat dijelaskan oleh teori elektrodinamika.

Bagi para peserta kuliah Listrik dan Magnet 2015: selamat datang di kelas yang akan membahas satu-satunya teori buatan manusia yang paling sempurna saat ini.

Slide presentasi pertemuan pertama dapat diunduh dari taut berikut ini.

Continue reading “Pengantar kuliah Listrik dan Magnet 2015”

Root-Mean-Square (rms)

Seorang tweep meminta saya menulis konsep arus atau tegangan rms. Pertanyaan serupa juga pernah saya terima lewat email terkait tulisan “Arus bolak-balik, apa itu?”. Di samping itu, sudah lama saya tidak menulis blog, saya pikir baik juga memulai untuk saya menuliskan tentang rms.

Banyak cara memulai pembahasan tentang rms. Yang paling mudah mungkin dari bahasa. Root-mean-square artinya “dikuadratkan, lalu diambil rata-ratanya, kemudian diakarkuadratkan”. Jadi, kalau ada sebuah sekumpulan pengukuran {x_i} (dengan indeks i = 1, 2, \ldots , N menunjukkan nilai pengukuran ke-i), untuk mendapatkan nilai rms-nya:

  1. kuadratkan setiap nilai pengukuran: {x_1}^2, {x_2}^2, \ldots, {x_N}^2
  2. rata-ratakan, \frac{1}{N}\sum_i^N{(x_i)^2} = y
  3. dan akar kuadratkan, \sqrt{y} = x_\text{rms}

Langkah kedua menunjukkan bahwa sesungguhnya yang kita lakukan adalah mencari nilai rata-rata.

Pertanyaan penting sekarang adalah, “Kenapa mencari rata-rata harus pakai rms?”. Konsep rms berasal dari statistik, sebuah seni matematika untuk menganalisis angka-angka hasil pengukuran. Mari kita pelajari konsep ini dari contoh berikut.

Continue reading “Root-Mean-Square (rms)”

Arus Bolak-balik, Apa Itu?

pengantar: artikel ini pertama kali saya muat pada hari Minggu, 8 April 2007, di blog saya febdian.net yang berbasis drupal. Saya muat lagi di sini.

Nyaris semua orang pernah dengar, pernah memakainya dalam kalimat sehari-hari: arus bolak-balik, atau AC (alternating current). Tapi ketika ditanya apa itu arus bolak-balik, kebanyakan dari kita angkat bahu atau menggeleng. Jangankan orang kebanyakan seperti kita, para mahasiswa yang sedang mengambil kuliah Fisika Dasar pun banyak yang angkat bahu.

“Apa itu AC,” kata saya membuka tes awal di sebuah praktikum Fisika Dasar. “Arus bolak-balik, Pak,” kata mereka.

“Ya, apa itu arus bolak-balik?” tanya saya balik.

Mereka mulai saling pandang. Saya coba bantu mereka dengan mengganti pertanyaan, “Yang bolak-balik apanya?”.

“Arusnya Pak…” Continue reading “Arus Bolak-balik, Apa Itu?”