Menentukan Vektor Resultan

Ada dua cara yang sanggup dilakukan untuk memilih nilai dan arah vektor resultan, yaitu dengan metode grafis dan metode analitis.

MENENTUKAN VEKTOR RESULTAN DENGAN METODE GRAFIS

Dengan memakai metode segitiga dan poligon, kita sanggup melukis vektor resultan dari dua buah vektor atau lebih. Dari gambar vektor resultan tersebut, kita sanggup memilih besar dan arah vektor resultan dengan melaksanakan pengukuran (bukan menghitung). Cara memilih vektor resultan menyerupai ini disebut metode grafis. Sekarang, bagaimana memilih vektor resultan dengan metode grafis ? di baca terus ya, hehe….

Langkah-langkah memilih besar dan arah vektor resultan dengan metode grafis, yaitu sebagai berikut :

1. tetapkan sumbu X kasatmata sebagai pola memilih arah. Ingat, sudut kasatmata diukur dengan arah berlawanan arah jarum jam, sedangkan sudut negatif diukur dengan arah searah jarum jam.
2. gambar setiap vektor yang akan dijumlahkan (lihat kembali menggambar penjumlahan vektor memakai jajaran genjang)
   1. Arah vektor digambar terhadap sumbu x kasatmata dengan memakai busur derajat
3. gambar vektor Resultan dengan metode segitiga (untuk 2 vektor) dan metode poligon (lebih dari 2 vektor)
4. ukur panjang vektor Resultan dengan mistar, sedangkan arah vektor Resultan diukur terhadap sumbu x kasatmata dengan busur derajat
5. tentukan besar dan arah vektor Resultan :
   1. Besar vektor Resultan sama dengan hasil kali panjang vektor resultan (langkah 4) dengan skala panjang (langkah 2b)
   2. Arah vektor resultan sama dengan sudut yang dibuat oleh vektor resultan terhadap sumbu x kasatmata yang telah diukur dengan busur derajat

 Contoh soal :

Tentukan besar dan arah vektor resultan dari vektor perpindahan A sepanjang 20 m dengan arah -30^o terhadap sumbu x kasatmata (arah mendatar ke kanan) dan vektor perpindahan B sepanjang 30 m dengan arah +45^o terhadap sumbu x positif.

Petunjuk :

Kita harus memutuskan skala panjang terlebih dahulu. Setelah itu, gambar vektor A dan B secara terpisah. Terakhir, gambar vektor resultan R=A+B dengan metode segitiga atau poligon, kemudian kita memilih besar dan arahnya

Panduan solusi :

Langkah 1, contohnya kita memutuskan skala panjang vektor perpindahan 5 m = 1 cm (catatan : anda sanggup memutuskan skala sesuai dengan kemauan anda, penetapan skala di atas hanya sebagai contoh). Dengan demikian, besar perpindahan 20 m digambar dengan panjang vektor 4 cm (ingat, 20 : 5 = 4), dengan arah -30^o terhadap sumbu x kasatmata (gambar a).

Langkah 2, gambar vektor perpindahan B (besarnya 30 m) dengan panjang tanda panahnya 6 cm (ingat, skala yang kita memutuskan 5 m = 1 cm, jadi 30 m = 6 cm) dan arahnya sebesar 45^o terhadap sumbu x positif. (gambar b). Lihat gambar di bawah.

Langkah 3, gambar vektor resultan R = A + B (gambar c)

Langkah 4, ukur panjang vektor R dengan mistar dan arah vektor R dengan bujur sangkar. Besar vektor R diperoleh dengan mengalikan panjang vektor R dengan skala panjang vektor

(Catatan : memilih besar dan arah vektor Resultan dengan metode grafis merupakan salah satu pendekatan. Ketelitian hasil yang diperoleh juga sangat bergantung pada skala gambar, ketelitian mistar, busur derajat serta ketepatan anda dalam menggambar dan membaca skala. Jika anda ingin memilih besar dan arah vektor Resultan secara lebih tepat, sanggup dipakai perhitungan matematis (bukan dengan pengukuran), yakni memakai metode analitis)

MENENTUKAN VEKTOR RESULTAN DENGAN METODE ANALITIS

Dalam memilih besar dan arah vektor Resultan dengan metode analitis, kita sanggup memakai 2 cara yaitu memakai Rumus Cosinus dan memakai Vektor Komponen.

Menentukan Vektor Resultan segaris kerja (ingat kembali pelajaran SMP)

Di Sekolah Menengah Pertama kita telah mencar ilmu perihal vektor resultan untuk dua vektor gaya yang segaris kerja (searah atau berlawanan arah). Kali ini kita ulangi kembali, sebagai dasar sebelum menghitung vektor resultan dengan rumus Cosinus.

Kita meninjau vektor perpindahan yang segaris kerja. Misalnya kau berpindah sejauh 200 m ke arah timur (vektor A), kemudian berjalan kembali arah barat sejauh 300 m (vektor B).berapakah perpindahan total yang kau lakukan dihitung dari kedudukan awalmu ?

Panduan Jawaban :

Untuk vektor2 yang segaris kerja, arahnya sanggup dibedakan dengan memberi tanda + dan -. Jika kita memutuskan arah timur bertanda +, maka arah barat bertanda -. Berdasarkan ketetapan kita tadi, maka besar vektor A = +200 m dan besar vektor B = -300 m. dengan demikian besar vektor Resultannya yaitu : R = A + B = (+200 m) + (-300 m) = 200 m – 300 m = -100 m (tanda – hanya menerangkan bahwa arah vektor Resultan ke barat atau sesuai dengan arah vektor B)

(pada gambar ditetapkan skala 50 m = 1 cm)

Melalui contoh di atas, diketahui bahwa operasi penjumlahan dalam berhitung berlaku untuk resultan dari dua vektor yang berlawanan arah. Demikian juga dua vektor yang searah.

Menentukan vektor Resultan Pada Segitiga Siku-siku

Apakah hitungan vektor tetap memenuhi aturan berhitung kalau perpindahan berlaku untuk dua dimensi ? untuk menjawabnya, perhatikan contoh berikut ini.

Dari kedudukan awalmu, kau berjalan ke timur sejauh 300 m (vektor A), kemudian berbelok ke selatan sejauh 400 meter (vektor B). Apakah perpindahan totalmu 700 m ? atau 100 m ?

Panduan tanggapan :

Terlebih dahulu kita memutuskan skala perpindahan, contohnya 100 m = 1 cm. dengan demikian, perpindahan ke timur sejauh 300 m digambar dengan panjang vektor 3 cm, sedangkan perpindahan ke selatan sejauh 400 m digambar 4 cm. lihat gambar di bawah

Untuk memilih vektor resultan di atas, kita tidak sanggup memakai aturan berhitung menyerupai pada dua atau lebih vektor yang segaris, alasannya yaitu dua vektor tersebut tidak segaris kerja. Vektor resultan sanggup kita tentukan besarnya memakai rumus Pythagoras dalam segitiga siku-siku.

Jadi, besar vektor Resultan = 500 m

Menentukan arah vektor Resultan

Kita sudah mengetahui besar vektor Resultan. Bagaimana dengan arah vektor Resultan tersebut ? untuk memilih arah vektor Resultan terhadap salah satu vektor komponennya, kita memakai rumus Sinus, Cosinus dan Tangen pada segitiga. Perhatikan gambar di bawah ini.

Karena diketahui besar vektor komponen A (300 m) dan besar vektor komponen B (400 m), maka dalam memilih arah vektor Resultan, kita memakai Rumus Tangen.

Menentukan Vektor Resultan dengan Rumus Cosinus

Kita telah menghitung vektor resultan dari dua vektor yang segaris kerja dan dua vektor yang saling tegak lurus. Bagaimana-kah menghitung vektor resultan untuk dua vektor yang tidak segaris kerja dan tidak saling tegak lurus ? wah, mumet ah….

Kita sanggup menghitung vektor resultan dari dua vektor yang berarah sembarang dengan memakai rumus cosinus, bukan rumus mas cosa

Rumus Cosinus yang dipakai untuk menghitung resultan besar dua vektor yang arahnya sembarang yaitu :

Dari mana asal rumus ini ? tiba-tiba nongol di sini ? silahkan bertanya kepada guru matematika anda. Yang niscaya cara penurunan rumus ini dijelaskan pada pelajaran matematika Sekolah Menengan Atas (kelas X deh kayanya) mengenai cosinus dan rumus sinus dalam suatu segitiga sembarang.

Agar ingin tau atau kebingunganmu berkurang, mari kita pelajari hal ini tapi hanya secara umum.

Misalnya terdapat dua vektor, F₁ dan F₂ sebagaimana tampak pada gambar di bawah.

Jika besar vektor resultan dihitung dengan rumus cosinus, bagaimana dengan arahnya ? dihitung dengan rumus apakah ? rumus lagi… rumus lagi

Kita memakai rumus sinus.

Perhatikan kembali gambar di atas. Arah vektor Resultan sanggup dihitung memakai sinus pada segitiga OPQ.

Contoh soal :

Dua vektor F₁ dan F₂ mempunyai pangkal berhimpit, di mana besar F₁ = 4 N dan besar F₂ = 3 N. kalau sudut yang dibuat kedua vektor yaitu 60^o, berapakah besar dan arah vektor resultan ?

Panduan Jawaban :

Besar vektor resultan kita hitung memakai persamaan di atas :

Bagaimana dengan arahnya ?

Arah vektor resultan =

Selesai. Gampang khan ?

MENENTUKAN VEKTOR RESULTAN DENGAN VEKTOR KOMPONEN

Sekarang kita memasuki peradaban gres teknik memilih vektor resultan memakai vektor komponen selalu dipakai dalam pembelajaran fisika selanjutnya. Dalam pembahasan Gerak Parabola, kita juga akan memakai teknik ini. oleh alasannya yaitu itu GuruMuda mengharapkan semoga anda sanggup menyedot ilmu vektor komponen ini hingga puas, sehingga bekal perjalanan anda cukup dan tidak kelaparan atau pusing2 dikala mencar ilmu gerak parabola dan kawan-kawan.

Sekarang rileks dulu….. silahkan ngemil atau ngelamun atau apa aja-lah,,, terserah kamu.

Metode vektor komponen sangat gampang. Serius…. Oke, mulai ya…..

Oya, sebelumnya ijinkanlah gurumuda memperkenalkan kepada anda, apa itu vektor komponen. Tahukah dirimu apa itu vektor komponen ? kalau tidak, mari mencar ilmu bersama GM (GuruMuda).

Dalam menggambarkan sesuatu, kita selalu memakai koordinat x dan y (untuk dua dimensi) atau koordinat xyz (untuk tiga dimensi). Nah, apabila sebuah vektor membentuk sudut terhadap sumbu x positif, pada bidang koordinat xy, maka kita sanggup menguraikan vektor tersebut ke dalam komponen sumbu x atau komponen sumbu y. kedua vektor komponen tersebut biasanya saling tegak lurus. Untuk memudahkan pemahaman anda, kita gambarkan sebuah vektor pada bidang koordinat xy, sebagaimana tampak pada gambar di bawah.

Vektor F yang membentuk sudut teta terhadap sumbu x positif, diuraikan menjadi komponen sumbu x, yaitu F_x dan dan komponen pada sumbu y, yakni F_y. Ini merupakan contoh vektor komponen.

Jika vektor F mempunyai nilai/besar, bagaimanakah dengan vektor komponennya, yakni F_x dan F_y ? bagaimana menghitung besar F_x dan F_y ?

Masih ingat-kah rumus cosinus dkk ? lupa….

Pahami terlebih dahulu rumus sinus, cosinus dan tangen di bawah ini… dipelototin aja kalo mau (pisss…..)

Bagaimana dengan arah F ? untuk memilih arah vektor resultan, kita memakai rumus tangen. Kita memakai rumus tangen alasannya yaitu komponen F_x dan F_y diketahui.

Contoh soal 1 :

Tentukanlah komponen-komponen vektor gaya (F) yang besarnya 40 N dan membentuk sudut 60^o terhadap sumbu x kasatmata (lihat gambar)

Panduan tanggapan :

Yang ditanyakan pada soal di atas yaitu komponen vektor F pada sumbu x dan y (Fx dan Fy).

Contoh soal 2 :

Tentukan besar dan arah vektor perpindahan (L), di mana komponen sumbu x-nya = 40 m dan komponen sumbu y-nya = 30 m.

Panduan tanggapan :

Sebelum menjawab pertanyaan di atas, terlebih dahulu digambarkan vektor L dan vektor komponennya pada sumbu x dan sumbu y.

Lx = 40 m

Ly = 30 m

Besar vektor perpindahan (L) yaitu :

Vektor perpindahan L membentuk sudut 53^o terhadap sumbu x kasatmata (berada di kuadran I)

Sumber http://fisikamantabb.blogspot.com

Share this post