fisikaonline

Melayani siapa saja untuk belajar fisika kapan saja dan dimana saja

Saturday, March 11, 2017

Vektor: materi, rumus, soal, penyelesaian soal serta aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari

Sahabat fisioner, selain besaran pokok dan besaran turunan, secara umum besaran-besaran dalam fisika dapat dibedakan menjadi dua yaitu besaran vektor danbesaran skalar. Untuk lebih jelas tentang besaran vektor, ayo kita pelajari sekarang.

Besaran Skalar

            Besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki besar atau nilai saja. Contoh besaran ini diantaranya panjang, massa, waktu, volume, kelajuan, energi,daya, suhu, jarak dan kalori.

Besaran Vektor

            Besaran Vektor adalah besaran yang selain memiliki besar atau nilai juga mempunyai arah. Contoh besaran ini diantaranya kecepatan, percepatan, gaya, momentum, momen gaya, medan listrik dan medan magnet.Perhitungan besaran-besaran vektor harus menggunakan aturan yang di kenal dengan operasi vektor.Secara visual vektor digambarkan berupa garis lurus beranak panah,dengan panjang garis menyatakan besar vektor dan arah panah menyatakan arah vektor.
3. Nilai Vektor
Panjang dari sebuah vektor menunjukkan nilai atau besaran atau besaran vektor tersebut. Cara penulisan nilai dari sebuah vektor  dituliskan || atau vektordituliskan ||.  Jadi, tanda mutlak(||) yang diberikan pada vektor adalah menentukan nilai atau harga atau besaran vektor tersebut.

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.

a. Metode Segitiga

Untuk mengetahui jumlah dua buah vektor Anda dapat menggunakanmetode 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 dengantitik tangkapnya berimpit pada ujung vektor pertama!
3.    Hubungkan titik tangkap vektor pertama (A) dengan ujung vektor kedua (B)!

b. Metode Jajargenjang

Anda dapat memperoleh resultan dua buah vektor dengan metodejajargenjang. Pada metode jajargenjang terdapat beberapa langkah, yaitusebagai berikut.
1.    Lukis vektor pertama dan vektor kedua dengan titik pangkal berimpit!
2.    Lukis sebuah jajargenjang dengan kedua vektor tersebut sebagai sisi-sisinya!
3. Resultan kedua vektor adalah diagonal jajargenjang yang titikpangkalnya sama dengan titik pangkal kedua vektor. Perhatikan gambar berikut!
Pada metode jajargenjang, satu kali lukisan hanya dapat digunakanuntuk mencari resultan dua buah vektor. Untuk resultan yang terdiri atastiga buah vektor diperlukan dua jajargenjang, empat buah vektor diperlukantiga jajargenjang, dan seterusnya.

c. 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 metodepoligon adalah sebagai berikut.
1.    Lukis vektor pertama!
2.    Lukis vektor kedua, dengan pangkalnya berimpit di ujung vektor pertama!
3.    Lukis vektor ketiga, dengan pangkalnya berimpit di ujung vektor keduadan seterusnya hingga semua vektor yang akan dicari resultannyatelah dilukis!
4.    Vektor resultan atau vektor hasil penjumlahannya diperoleh denganmenghubungkan pangkal vektor pertama dengan ujung dari vektor yangterakhir dilukis (lihat berikut)!


 






  






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. Untuk keperluan perhitungan besar sudut-sudut istimewa berikut sangat diperlukan.
1.    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 berikut!
Diketahui dua buah vektor, F1 dan F2 membentuk sudut α. Sudut antara vektor resultan (R) denganvektor F1 adalah β, sedangkan sudut antara resultan (R) dan vektor F2 adalah α - β. Secara matematis persamaan ini dapat ditulis sebagai berikut.

3. 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.
a. 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 berikut!
Misalkan, diketahui sebuah vektor F yang dapat diuraikan menjadi vektor komponen pada sumbu X, yaitu  FX dan vektor komponen pada sumbu Y, yaitu Fy. Jika sudut antara vektor F dengan sumbu Xpositif adalah α, maka besar vektor komponen FX dan Fy dapat Anda peroleh dengan menggunakan persamaan sinus dan kosinus
b. Menentukan Besar dan Arah Sebuah Vektor Jika Kedua Vektor Komponennya Diketahui
Misalkan, jika komponen-komponen vektor F adalah Fx dan Fy, maka besar vektor F dapat ditentukan dengan menggunakan dalil Phytagoras pada segitiga siku-siku. Arah vektor tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan perbandingan trigonometri tangen.
Untuk menentukan arah vektor (sudut yang dibentuk terhadap sumbu Xpositif) kamu harus memperhatikan tanda Fx dan Fy, tanda tersebut akan membantu Anda dalam menentukan kuadran dalam vektor koordinat.
Perhatikan tabel berikut!

MENENTUKAN RESULTAN DUA BUAH VEKTOR ATAU LEBIH DENGAN METODE PENGURAIAN VEKTOR

Sebelum menentukan resultan dua buah vektor atau lebih dengan menggunakan metode penguraian vektor, hal-hal berikut sangat diperlukan untuk dipahami.



Menguraikan Vektor
Sebuah vektor dapat diuraikan menjadi dua buah vektor.
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 berikut!
Misalkan, diketahui sebuah vektor F yang dapat diuraikan menjadi vektor komponen pada sumbu X, yaitu  FX dan vektor komponen pada sumbu Y, yaitu Fy. Jika sudut antara vektor F dengan sumbu X positif adalah q, maka besar vektor komponen FX dan Fy dapat Anda peroleh dengan menggunakan persamaan sinus dan kosinus.
 

  MENENTUKAN RESULTAN DUA VEKTOR ATAU LEBIH DENGAN METODE PENGURAIAN VEKTOR

Dua buah vektor atau lebih yang membentuk sudut tertentu terhadap sumbu x dapat ditentukan resultannya dengan menggunakan penguraian vektor.

----------------------------------------------------------fisika online--------------------------------------
22 materi fisika beserta rumus, soal, penyelesaian soal berikut ini dapat Anda pelajari dengan mengklik salah satu materi yang ingin dipelajari.

Pengukuran dan alat ukur: materi, rumus, soal, penyelesaian soal serta aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari


Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran yang lain (sejenis) yang dgunakan sebagai patokan (standar). Untuk mengukur besaran Fisika kita memelukan suatu alat ukur. Berikut ini adalah contoh alat ukur untuk besaran panjang, massa, waktu, suhu, dan alat ukur listrik.

1.  Alat Ukur panjang          

     Untuk mengkur besaran panjang digunakan alat ukur seperti: penggaris, jangka sorong, dan mikrometer skrup.
         b.   Jangka Sorong
         Sudah tahukah kalian dengan jangka sorong? Jangka sorong banyak digunakan dalam dunia mesin. Jika kalian menanyakan pada teknisi sepeda motor atau mobil maka dia akan langsungmenunjukkannya. Perhatikan Gambar di bawah. Alat pada gambar itulah yang dinamakan jangka sorong. Jika kalian cermati maka jangka sorong tersebut memiliki dua bagian. Pertama, rahang tetapyang memuat skala utama. Kedua, rahang sorong (geser)yang memuat skala nonius.
Skala nonius merupakan skala yang menentukan ketelitian pengukuran. Skala ini dirancang dengan pan-jang 19 mm tetapi tetap 20 skala. Sehingga setiap skala nonius akan mengalami pengecilansebesar (20-19) : 20 = 0,05 mm. Perhatikan perbandingan skala tersebut pada Gambar berikut.
Hasil pengukuran dengan jangka sorong akan memuat angka pasti dari skala utama dan angka taksiran dari skala nonius yang segaris dengan skala utama. Penjumlahan dari keduannya merupakan angka penting. Hasil pengukuran itu dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut.
     
c.   Mikrometer skrup
Coba kalian perhatikan Gambar di atas! Alat yang terlihat pada gambar itulah yang dinamakan mikrometer sekrup. Mirip dengan jangka sorong, mikrometer juga memiliki dua bagian. Pertama, rahang tetapmemuat skala utama. Kedua, rahang putar, memuat skala nonius.
Mikrometer ini dapat digunakan untuk mengukur ketebalan benda-benda yang tipis seperti kertas dan rambut. Hal ini sesuai dengan sifat mikrometer yang memiliki ketelitian lebih besar dari jangka sorong. Mikrometer memiliki ketelitian hingga 0,01 mm. Ketelitian ini dirancang dari rahang putar yang memuat 50 skala.
Hasil pengukurannya juga memiliki angka pasti dan angka taksiran seperti jangka sorong. Rumusnya sebagai berikut.

 2.   Alat Ukur Waktu 

            Untuk mengukur besaran waktu, kita dapat menggunakan alat ukur seperti
jam tangan, jam dinding dan stopwatch.

3.  Alat Ukur Massa

      Untuk mengukur besaran massa, kita dapat menggunakan timbangan atau neraca. Beberapa neraca (timbangan) yang seringkali digunakan untuk mengukur massa diantarnya : neraca pikulan, neraca pegas, neraca O-hauss dan neraca digital.

4.   Alat ukur listrik

     Alat untuk mengukur besarnya arus listrik digunakan ampermeter, untuk mengukur tegangan listrik digunakan voltmeter,dan untuk mengukur hambatan listrik digunakan ohmmeter. Alat ukur listrik yang dapat digunakan untuk mengukur ketiga besaran disebut Ampermeter atau multimeter. Misal pada gambar diatas hasil pengukuran kuat arus listrik adalah: I = penunjukan jarum/skala maks x batas ukur = 4/5 x 50 mA = 40 mA

5.   Alat Ukur Suhu

Alat ukur untuk suhu suatu benda disebut termometer. Ada beberapa jenis termometer seperti: Celcius, Fahrenheit, Reamur dan Kelvin.

----------------------------------------------------------fisika online--------------------------------------
22 materi fisika beserta rumus, soal, penyelesaian soal berikut ini dapat Anda pelajari dengan mengklik salah satu materi yang ingin dipelajari.