Vektor
Daftar Isi Artikel
Vektor Fisika – Pada awal bab telah disinggung bahwa besaran dalam fisika dapat dikelompokkan berdasarkan ada tidaknya arah, yaitu besaran skalar dan besaran vektor. Besaran skalar adalah besaran yang hanya mempunyai nilai (besar) saja. Contoh besaran skalar, antara lain, massa, panjang, waktu, volume, energi, dan muatan listrik.
Anda dapat menyatakan besaran skalar hanya dengan menyatakan nilainya saja. Misalnya, massa Acong 35 kg, panjang pensil 20 cm, dan volume bak mandi 1.000 liter. Besaran skalar selalu bernilai positif. Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai (besar) dan arah. Contoh besaran vektor, antara lain, perpindahan, kecepatan, percepatan, momentum, dan gaya. Untuk menyatakan besaran vektor, harus menggunakan nilai (angka) dan disebutkan arahnya. Misalnya, Nisa berlari ke utara dengan kecepatan 5 km/jam dan Robert menggeser almari sejauh 3 meter ke barat.
-
Penulisan dan Penggambaran Vektor
Sebuah vektor dalam buku cetakan biasanya dinyatakan dalam lambang huruf besar yang dicetak tebal (bold), misal: A, B, atau R. Untuk tulisan tangan sebuah vektor dilambangkan dengan sebuah huruf kecil
Sebuah vektor digambarkan dengan anak panah yang terdiri atas pangkal dan ujung. Panjang anak panah menyatakan besar vektor, sedangkan arah anak panah menyatakan arah vektor (dari pangkal ke ujung). Perhatikan Gambar 1.7 berikut!
Pada Gambar 1.7(a) menunjukkan sebuah vektor C dengan titik tangkap (pangkal) A, ujungnya di titik B, arahnya dari A ke B, dan besar vektor diwakili panjang anak panah. Sedangkan Gambar 1.7(b), merupakan vektor yang menyatakan sebuah gaya F sebesar 3 N dan memiliki arah ke kiri. Dua buah vektor dikatakan sama apabila besar dan arahnya sama. Sebuah vektor dikatakan negatif apabila mempunyai arah yang berlawanan dengan vektor yang dijadikan acuan.
-
Resultan Vektor
Beberapa vektor dapat dijumlahkan menjadi sebuah vektor yang disebut resultan vektor. Resultan vektor dapat diperoleh dengan beberapa metode, yaitu metode segitiga, metode jajargenjang, poligon, dan analitis.
-
Metode Segitiga
Untuk mengetahui jumlah dua buah vektor Anda dapat menggunakan metode segitiga. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut.
1) Lukislah vektor pertama sesuai dengan nilai dan arahnya, misalnya A!
2) Lukislah vektor kedua, misalnya B, sesuai nilai dan arahnya dengan titik tangkapnya berimpit pada ujung vektor pertama!
3) Hubungkan titik tangkap vektor pertama (A) dengan ujung vektor kedua (B)! Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut!
Selisih dua buah vektor dapat diketahui dengan cara seperti penjumlahan vektor. Misalnya, selisih dua buah vektor A dan B adalah C, juga dapat dinyatakan C = A – B atau C = A + (-B). Hal ini menunjukan bahwa selisih antara vektor A dan B adalah hasil penjumlahan vektor A dan -B, dengan -B adalah vektor yang berlawanan arah dengan B tetapi nilainya sama dengan B. Perhatikan gambar berikut!
-
Metode Jajargenjang
Anda dapat memperoleh resultan dua buah vektor dengan metode jajargenjang. Pada metode jajargenjang terdapat beberapa langkah, yaitu sebagai berikut.
1) Lukis vektor pertama dan vektor kedua dengan titik pangkal berimpit (Gambar 1.10(a))!
2) Lukis sebuah jajargenjang dengan kedua vektor tersebut sebagai sisisisinya (Gambar 1.10(b))!
3) Resultan kedua vektor adalah diagonal jajargenjang yang titik pangkalnya sama dengan titik pangkal kedua vektor. Perhatikan (Gambar 1.10(c))!
Pada metode jajargenjang, satu kali lukisan hanya dapat digunakan untuk mencari resultan dua buah vektor. Untuk resultan yang terdiri atas tiga buah vektor diperlukan dua jajargenjang, empat buah vektor diperlukan tiga jajargenjang, dan seterusnya.
-
Metode Poligon
Metode poligon dapat digunakan untuk menjumlahkan dua buah vektor atau lebih, metode ini merupakan pengembangan dari metode segitiga. Langkah-langkah menentukan resultan beberapa vektor dengan metode poligon adalah sebagai berikut.
1) Lukis vektor pertama (lihat Gambar 1.11(a))!
2) Lukis vektor kedua, dengan pangkalnya berimpit di ujung vektor pertama (lihat Gambar 1.11(b))!
3) Lukis vektor ketiga, dengan pangkalnya berimpit di ujung vektor kedua dan seterusnya hingga semua vektor yang akan dicari resultannya telah dilukis (lihat Gambar 1.11(c))!
4) Vektor resultan atau vektor hasil penjumlahannya diperoleh dengan menghubungkan pangkal vektor pertama dengan ujung dari vektor yang terakhir dilukis (lihat Gambar 1.11(d))!
-
Metode Analisis
Metode yang paling baik (tepat) untuk menentukan resultan beberapa vektor dan arahnya adalah metode analisis. Metode ini, mencari resultan dengan cara perhitungan bukan pengukuran, yaitu menggunakan rumus kosinus dan mencari arah vektor resultan dengan menggunakan rumus sinus.
-
Menentukan Resultan Vektor Menggunakan Rumus Kosinus
Untuk menentukan vektor resultan secara matematis dapat Anda gunakan rumus kosinus, yaitu sebagai berikut.
-
2) Menentukan Arah Resultan Vektor Menggunakan Rumus Sinus
Anda ketahui bahwa vektor merupakan besaran yang mempunyai nilai dan arah. Untuk menentukan arah dari vektor resultan terhadap salah satu vektor komponennya dapat digunakan persamaan sinus. Perhatikan Gambar 1.12!
-
Menguraikan Vektor
Setelah memahami cara menjumlahkan vektor, Anda akan mempelajari cara menguraikan sebuah vektor. Sebuah vektor dapat diuraikan menjadi dua buah vektor atau lebih. Pada materi ini, Anda hanya akan mempelajari cara menguraikan sebuah vektor menjadi dua buah vektor yang saling tegak lurus, yaitu pada sumbu X dan sumbu Y.
-
Menentukan Komponen Sebuah Vektor yang Besar dan Arahnya Diketahui
Vektor komponen adalah dua buah vektor atau lebih yang menyusun sebuah vektor. Setiap vektor dapat diuraikan menjadi dua buah vektor yang saling tegak lurus. Perhatikan Gambar 1.13!
-
Menentukan Besar dan Arah Sebuah Vektor Jika Kedua Vektor Komponennya Diketahui
Misalkan, jika komponen-komponen vektor F adalah Fx dan F y , maka besar vektor F dapat ditentukan dengan menggunakan dalil Phytagoras pada segitiga siku-siku. Arah vektor tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan perbandingan trigonometri tangen. Besar vektor F adalah sebagai berikut
Untuk menentukan arah vektor (sudut yang dibentuk terhadap sumbu X positif) kamu harus memperhatikan tanda Fx dan F y, tanda tersebut akan membantu Anda dalam menentukan kuadran dalam vektor koordinat. Perhatikan tabel berikut!
Demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengeani Vektor Fisika, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.