Melayani siapa saja untuk belajar fisika kapan saja dan dimana saja

Tuesday, March 23, 2021

Vektor dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari

VEKTOR

Sahabat fisioner kali ini kita akan membahas topik tentang vektor dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Terdapat beberapa penerapan vektor dalam kehidupan sehari-hariDalam kehidupan sehari-hari, seringkali kita menemukan peristiwa yang berkaitan dengan vektor misalnya perahu yang menyeberang sungai, seseorang yang sedang main layangan dan yang lainnya. Sudah tahukah sahabat fisioner dengan vektor? Untuk lebih memahaminya silahkan sahabat fisioner mempelajari topik vektor dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari berikut ini. 

Topik: Vektor dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

1. Konsep Vektor

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

A. 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.

B. 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.

C. 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.

1. 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)!

2. 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.

3. 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)!

4. 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, Fdan Fmembentuk sudut α. Sudut antara vektor resultan (R) denganvektor Fadalah β, sedangkan sudut antara resultan (R) dan vektor Fadalah α - β. Secara matematis persamaan ini dapat ditulis sebagai berikut.

D. 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  Fdan vektor komponen pada sumbu Y, yaitu Fy. Jika sudut antara vektor F dengan sumbu Xpositif adalah α, maka besar vektor komponen Fdan Fdapat 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!

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

2. Contoh Soal

3. Aplikasi vektor dalam kehidupan sehari-hari

vektor

Terdapat beberapa penerapan vektor dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contohnya adalah gerak perahu menyeberangi sungai dengan kecepatan kostan. Ketika perahu menyeberangi sungai maka kecepatan gerak perahu yang sebenarnya merupakan kecepatan gerak perahu dan kecepatan arus aliran sungai. Misalkan kecepatan aliran sungai dinyatakan dengan v1 dan kecepatan perahu dinyatakan dengan v2, perpaduan diantara dua gerak tersebut membentuk resultan dua buah vektor yakni v = v1 + v2 maka besar resultan kecepatannya adalah

Adapun jarak yang ditempuh oleh perahu karena resultan kecepatan adalah

s = v x t

dengan

v = besar resultan kecepatan kedua benda
v1 = kecepatan benda 1

v2 = kecepatan benda 2

a  = sudut yang dibentuk oleh dua buah vektor

s = jarak tempuh

t = waktu tempuh

Contoh soal:

sebuah perahu akan menyeberangi sungai dengan kecepatan 3 m/s dengan membentuk sudut 600 terhadap arus sungai yang mengalir dengan kecepatan 4 m/s. Untuk sampai ke seberang sungai perahu tersebut memerlukan waktu tempuh 10 sekon. Berapakah jarak tempuh perahu sampai ke seberang!

Penyelesaian

Diketahui:

v1 = 3 m/s

v2 = 4 m/s

a  = 600

t = 10 sekon

Ditanyakan: s = .....?

Jawab:

s = v x t = 6,08 x 10 = 60, 8 m

Jadi jarak yang dtempuh perahu sampai ke seberang adalah 60, 8 m.

Demikianlah penjelasan tentang vektor dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga memberikan wawasan dan memberikan semangat untuk senantiasa belajar fisika.

Artikel lainnya:

No comments:

Post a Comment