Vektor Fisika: Pengertian, Besaran, Resultan, Penjumlahan, dan Contoh Soalnya

Siapa nih di antara Sobat Pijar yang suka jogging di minggu pagi? Ternyata, saat kita berlari, rute yang dipilih dapat dianggap sebagai vektor yang memiliki arah dan magnitudo tertentu, lho!

Yuk, kita bahas bagaimana konsep vektor fisika dapat diterapkan dalam aktivitas sehari-hari seperti jogging untuk menghitung jarak dan perpindahannya! Baca artikel ini hingga selesai, ya!

Baca juga: Alat Ukur dan Ketidakpastian Pengukuran: Pengertian, Jenis, dan Contoh Soalnya

Pengertian Vektor Fisika

Dalam ilmu fisika, vektor merupakan besaran yang memiliki nilai dan arah. Dalam konteks ini, vektor tidak hanya mencerminkan nilai besaran, tetapi juga mengindikasikan ke arah mana besaran tersebut bergerak. Contohnya adalah pada konsep gaya, di mana vektor gaya tidak sekadar mencerminkan besar gaya yang bekerja, melainkan juga menunjukkan arah gaya tersebut bekerja.

Contoh lainnya, jika suatu benda mengalami pengaruh gaya luar sebesar 20 newton, penggunaan vektor akan memberikan informasi mengenai arah dari gaya tersebut. Dengan begitu, kita dapat menentukan apakah gaya tersebut berfungsi untuk menarik, mendorong, mengangkat, atau bahkan menekan benda tersebut.

Notasi Vektor

Vektor direpresentasikan dalam notasi khusus untuk membedakannya dari besaran skalar. Terdapat dua metode umum untuk menuliskan notasi vektor, yaitu menggunakan tanda panah atau menggandakan huruf.

Notasi Vektor dengan Tanda Panah

Notasi vektor dengan tanda panah melibatkan penulisan vektor menggunakan satu atau dua huruf, dan menambahkan tanda panah di atasnya. Simbol tanda panah di atas mengindikasikan bahwa besaran tersebut memiliki arah, menjelaskan bahwa itu adalah vektor.

Notasi Vektor dengan Huruf Ditebalkan

Sementara itu, notasi vektor dengan huruf ditebalkan melibatkan penulisan vektor dengan menggunakan satu atau dua huruf yang dicetak tebal. Biasanya, dua huruf digunakan untuk mewakili titik awal (A) dan titik akhir (B) dari vektor tersebut.

Besaran Vektor

Besaran vektor adalah besaran yang memiliki dua karakteristik utama, yaitu magnitude (nilai atau besarnya) dan arah. Beberapa contoh besaran vektor mencakup perpindahan, kecepatan, percepatan, momentum, dan gaya. Untuk menyatakan besaran vektor dengan jelas, perlu mencantumkan nilai besaran (dalam bentuk angka) sekaligus menentukan arah yang terkait.

Resultan Vektor

Resultan vektor adalah vektor tunggal yang merupakan hasil dari penjumlahan atau penggabungan dari dua atau lebih vektor. Resultan ini mencerminkan total efek atau dampak dari vektor-vektor tersebut, baik dalam hal magnitude (besarnya) maupun arahnya.

Dalam konteks fisika, resultan vektor digunakan untuk menggambarkan hasil akhir dari berbagai gaya atau vektor yang bekerja pada suatu objek, membantu dalam menganalisis pergerakan atau keseimbangan benda dalam suatu sistem.

Metode Poligon

Resultan vektor metode poligon adalah teknik yang berguna untuk menggabungkan dua vektor atau lebih, yang merupakan perkembangan dari metode segitiga. Proses menentukan resultan dari beberapa vektor menggunakan metode poligon melibatkan beberapa langkah berikut:

1. Awali dengan menggambar vektor pertama, yaitu vektor A, sesuai dengan besaran dan arahnya.
2. Gambar vektor kedua, vektor B, yang juga sesuai dengan besaran dan arahnya. Pastikan titik tangkapnya berimpit pada ujung vektor pertama.
3. Lanjutkan dengan menggambar vektor ketiga, dimulai dengan pangkalnya yang berimpit di ujung vektor kedua. Teruskan proses ini untuk semua vektor yang ingin dihitung hasil penjumlahannya.
4. Vektor resultan, atau vektor yang merupakan hasil dari penjumlahan, diperoleh dengan menghubungkan pangkal vektor pertama dengan ujung vektor terakhir yang digambar.

Sumber: Repository Kemdikbud

Dengan metode poligon ini, kita dapat menentukan resultan dari berbagai vektor dengan mengikuti langkah-langkah tersebut untuk membentuk poligon yang merepresentasikan hasil penjumlahan vektor-vektor tersebut.

Metode Jajar Genjang

Untuk menghitung jumlah dari dua vektor, kita dapat menerapkan resultan vektor metode jajar genjang. Berikut adalah langkah-langkahnya:

1. Mulailah dengan menggambar vektor pertama dan vektor kedua, dengan memastikan bahwa titik pangkal keduanya berimpit satu sama lain.
2. Selanjutnya, gambarlah sebuah jajargenjang dengan menggunakan kedua vektor tersebut sebagai sisi-sisinya.
3. Hasil penjumlahan dari kedua vektor, yang disebut resultan, adalah diagonal jajargenjang yang titik pangkalnya bersamaan dengan titik pangkal kedua vektor.

Catatan:

R: resultan vektor

F1: vektor pertama

F2: vektor kedua

θ: sudut antara kedua vektor

Sepentingnya diketahui bahwa vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah. Untuk menentukan arah resultan vektor terhadap salah satu komponen vektor, kita dapat menggunakan persamaan sinus.

Dari gambar diatas diperoleh:

$\frac{R}{sin\Theta } = \frac{A}{sin\alpha} = \frac{B}{sin(\Theta -\alpha )}$

Penjumlahan Vektor

Penjumlahan vektor adalah proses untuk menentukan resultan atau hasil akhir dari dua atau lebih vektor. Dua metode umum yang digunakan untuk menambahkan vektor adalah metode segitiga dan metode jajargenjang.

Penjumlahan Vektor dengan Metode Segitiga

Metode segitiga adalah cara umum untuk menjumlahkan dua vektor. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

1. Lukislah vektor pertama dan vektor kedua secara berurutan, sehingga ujung vektor kedua berimpit dengan ujung vektor pertama.
2. Gambarlah sebuah segitiga dengan dua sisi yang merupakan vektor pertama dan vektor kedua, serta sisi ketiga adalah vektor resultan.
3. Hasil penjumlahan vektor adalah panjang dan arah dari vektor resultan yang dapat diukur dari segitiga tersebut.
4. 
   

Penjumlahan Vektor dengan Metode Jajargenjang

Metode jajargenjang juga digunakan untuk menambahkan dua vektor. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

1. Lukislah vektor pertama dan vektor kedua dengan titik pangkal keduanya berimpit satu sama lain.
2. Gambarlah sebuah jajargenjang dengan dua sisi yang merupakan vektor pertama dan vektor kedua.
3. Resultan dari kedua vektor adalah diagonal jajargenjang, yang dapat diidentifikasi sebagai vektor yang dimulai dari titik pangkal vektor pertama dan berakhir pada titik ujung vektor kedua.

Kedua metode ini berguna untuk menghitung resultan dari vektor-vektor yang memiliki magnitudo (besar) dan arah yang berbeda. Dengan demikian, kita dapat menganalisis pergerakan atau gaya yang dihasilkan oleh beberapa vektor dalam satu sistem.

Contoh Soal Vektor Fisika

Contoh soal vektor fisika dan penyelesaiannya: 

Seorang anak berlari sejauh 7 meter ke arah barat, lalu berbelok ke selatan sejauh 8 meter, dan terakhir berbelok ke timur sejauh 13 meter. Perpindahan total yang dilakukan oleh anak tersebut dari posisi awal dapat dihitung sebagai berikut:

$AB=82+62 =64+36 = 100 = 10 m$ (arah Tenggara)

____________________________________

Baca juga: Alat Ukur dan Ketidakpastian Pengukuran: Pengertian, Jenis, dan Contoh Soalnya

Semoga artikel ini telah memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang konsep vektor fisika ya, Sobat Pijar! 

Eits, jangan berhenti di sini ya belajar materi vektornya! Kamu juga perlu untuk belajar lebih mendalam dari video materi, rangkuman, lalu kemudian berlatih contoh soal. Untuk hal itu, kamu tidak perlu khawatir nih, karena semuanya ada di Pijar Belajar!

Yuk, unduh Pijar Belajar sekarang!