Latihan Soal dan Pembahasan Besaran Vektor

Contoh besaran vektor

Dalam film Finding Nemo, ada satu scene yang cukup menarik yaitu quotes "Keep Swimming Down",  saat itu ada jala yang sangat besar menangkap ikan di laut, dengan kekuatan dari kapal besar. Para ikan yaitu Nemo dan teman-temannya mengajak agar mereka bersama-sama berenang ke arah bawah untuk melawan gaya tarik dari kapal nelayan yang akan mengangkat jaring. Dari peristiwa tersebut dapat di analisa dari Fisika bahwa ada besaran yang mengandung arah, yaitu pada kecepatan ikan yang mengarah ke dasar laut untuk melawan gaya tarik jaring yang mengarah ke atas. Besaran Fisika yang mempunyai arah dan nilai disebut besaran vektor. Sedangkan besaran yang hanya mempunyai nilai saja disebut besaran skalar , contohnya waktu, massa, panjang, volume, dan lain-lain.

Contoh lain dari besaran vektor adalah kecepatan aliran darah pada pembuluh darah, yaitu Vena (berwarna biru) dan Arteri (berwarna biru) mempunyai arah yang berbeda. (lihat gambar)

Karena besaran vektor mempunyai nilai dan arah, maka untuk operasi penjumlahan memerlukan cara khusus, yaitu cara gambar (polygon),
metode jajargenjang dan metode vektor komponen. Berikut adalah contoh soal dan pembahasan. Semoga bermanfaat :)

Soal 1:
Gambarkan penjumlahan vektor  dengan metode polygon:
a. gaya 5 N ke barat dijumlahkan dengan gaya 3 ke barat
b. kecepatan 5 m/s ke selatan dijumlahkan dengan kecepatan 2 m/s ke timur.

Jawab:

Untuk menentukan resultan vektor dengan cara menggambar maka, yang diperlukan adalah penggaris dan busur. Masing-masing vektor digambar dengan skala yang tepat. Hasil resultan diukur dari pangkal menuju ujung akhir vektor dengan penggaris, dan arah sudut diukur dengan busur.

Jawaban soal nomor 1 dengan metode polygon

Soal 2.
Dua vektor gaya yang masing-masing besarnya 5 N dan 8 N mengapit sudut 60 derajat. Hitunglah besar resultan kedua vektor tersebut! (mencari besar saja, arah sudut tidak perlu dicari)

Jawab:

Jika diketahui sudut apit, maka paling mudah menentukan resultan dengan metode jajargenjang, sebagai berikut:

Jadi besar resultan vektor gaya adalah 11,35 N

Soal 3.

Dari kalimat di bawah ini, kalimat manakah yang memuat besaran vektor:

1. Sarewanen membeli minyak goreng 5 liter
2. Albert berkendara dengan kecepatan 5 meter/menit dari rumah ke sekolah.
3. Gedung pertokoan Ambassador tingginya 10 m.
4. Angelina melempar bola ke atas sejauh 2 meter
5.  Umur Santi tahun ini 15 tahun.

Jawab:
a. skalar
b. vektor
c. skalar
d. vektor
e. skalar

Soal 4.
Diketahui dua vektor gaya A dan gaya B seperti gambar.

Tentukan resultan vektor dengan dengan 3 metode penjumlahan vektor.
a. A + B 
b. A - B
c. B - A

Jawaban no 4a.

Resultan A + B dengan polygon

Resultan A + B  dengan metode jajargenjang

Resultan A + B dengan vektor komponen

Jadi untuk penjumlahan A + B akan menghasilkan jawaban yang sama walaupun dikerjakan dengan 3 metode yang berbeda dengan hasil 6,58 N dengan arah sudut -113 derajat seperti gambar berikut:

Resultan A + B

Jawaban untuk nomor 4b.

A - B dengan metode polygon

A - B dengan metode jajargenjang

A - B dengan metode vektor komponen

Jawaban untuk nomor 4c.

B - A dengan metode polygon dan jajargenjang

B - A dengan vektor komponen

Soal 5.
Sebuah gaya F mempunyai besar 50 N dengan sudut 37. Tentukan komponen gaya pada sumbu X dan komponen gaya pada sumbu Y.

Jawab:
Komponen gaya pada sumbu X = F. cos 37 = 50. 0,8 = 40 N
Komponen gaya pada sumbu Y = F . sin 37 = 50.0,6 = 30 N

Selamat Belajar

Sumber Gambar:
https://pixabay.com/en/human-body-circulatory-system-311864/