Soal Fisika Vektor Kelas X, Suko Wibowo 84s3m

FISIKA KELAS X – SEMESTER 1 –VEKTOR 1.a. Gambarlah vektor perpindahan secara terpisah. (Ambil skala 10 km = 1 cm): * A = 30 km bersudut 0o terhadap sumbu

x

* B = 50 km bersudut 225o terhadap sumbu

x

x

* C = 40 km bersudut 90 sumbu b. Lukis resultan vektor R = A + B + C (metode jajaran genjang) c. Lukis resultan vektor R = A - B + C (metode poligon) 2. Tentukan besar dan arah resultan vektor komponen di bawah ini: o

5 7 a. Fx = -15 N; Fy = N b. Vx = - 16 m/2; Vy = 12 N 3. Dua buah vektor besarnya masing-masing A = 6 m dan B = 8 m. Hitunglah resultan kedua vektor tersebut bila sudut antara A dan B adalah 300o (gunakan metode cosinus). 4. Empat buah gaya masing-masing besarnya 30 N, 50 N, 40 N dan 10 N membentuk sudut

x

terhadap Sumbu berturut-turut 53o, 0o, 217o, 143o. Tentukan besar dan arah resultan vektor-vektor tersebut. Catatan: sin 300o = 0,87; cos 300o = 0,5; sin 0o = 0; cos 0o = 1; sin 53o = 0,8; cos 53o = 0,6; sin 143o = 0,6; cos 143o = – 0,8; sin 217o = – 0,6; cos 217o = – 0,8 Soal No. 1 Diberikan dua buah vektor gaya yang sama besar masing-masing 10 Newton seperti gambar berikut.

Jika sudut yang terbentuk antara kedua vektor adalah 60°, tentukan nilai resultan kedua vektor! Pembahasan

Soal No.2 Perhatikan gambar berikut!

Jika satu kotak mewakili 10 Newton, tentukan resultan antara kedua vektor! Pembahasan Cari jumlah resultan pada sumbu x dan sumbu y, cukup dengan menghitung kotak dari masing-masing vektor, kemudian masukkan rumus resultan: Soal No.3 Diberikan 3 buah vektor F1=10 N, F2=25 N dan F3=15 N seperti gambar berikut.

Tentukan: a. Resultan ketiga vektor b. Arah resultan terhadap sumbu X [Sin 37° = (3/5), Sin 53° = (4/5)] Pembahasan a. Ikuti langkah-langkah berikut: 1. Uraikan semua vektor ke sumbu x dan sumbu y (kecuali vektor yang sudah lurus pada sumbu x atau y seperti F2). Lihat gambar di bawah! 2. Cari jumlah vektor pada sumbu x ( kanan +, kiri -) 3. Cari jumlah vektor pada sumbu y (atas +, bawah -) 4. Masukkan rumus resultan

Vektor yang dalam perhitungan selanjutnya tidak digunakan lagi karena sudah diuraikan tadi, dihapus saja, agar kelihatan lebih bersih, sisanya seperti ini:

Jumlah komponen vektor-vektor pada sumbu x dan y : b. Mencari sudut yang terbentuk antara resultan vektor R dengan sumbu x

Soal No. 4 Ditentukan 2 buah vektor F yang sama besarnya. Bila perbandingan antara besar jumlah dan besar selisih kedua vektor sama dengan √3, tentukan besar sudut yang dibentuk oleh kedua vektor! (Sumber Soal : SPMB) Pembahasan Jumlah dan selisih kedua vektor masing-masing adalah

Perbandingan jumlah dan selisihnya adalah √3 sehingga

Kuadratkan ruas kiri dan kanan

Soal No.5

Sebuah perahu menyeberangi sungai yang lebarnya 180 m dan kecepatan airnya 4 m/s. Bila perahu diarahkan menyilang tegak lurus dengan kecepatan 3 m/s, tentukan panjang lintasan yang ditempuh perahu hingga sampai ke seberang sungai! (Sumber Soal : UMPTN)

Pembahasan Asumsikan bahwa perahu bergerak lurus beraturan menempuh lintasan AD dan resultan kecepatan perahu dan air adalah 5 m/s (gunakan aturan Phytagoras). Dengan membandingkan sisi-sisi segitiga ABC dan ADE :

Tips "Untuk dua buah vektor dengan besar yang sama dan membentuk sudut 120 o maka resultan kedua vektor besarnya akan sama dengan besar salah satu vektor" Berikut ilustrasinya: Dua buah vektor dengan besar yang sama yaitu 10 N membentuk sudut 120o maka nilai resultan kedua vektor juga 10 N. Berikut contoh soal diambil dari soal EBTANAS (UN tempo dulu, zaman kakak-kakak kita) tahun 2000. Perhatikan gambar gaya-gaya di bawah ini! Besar resultan ketiga gaya tersebut adalah.... A. 2,0 N B. 2 √3 N C. 3,0 N D. 3 √3 N E. 4√3 N

Pada soal di atas 2 buah vektor (gaya) 3 N membentuk sudut 120 o, sehingga resultan kedua gaya juga 3 N. Resultan kedua gaya ini akan segaris dengan gaya 6 N, namun berlawanan arah. Sehingga dengan mudah soal ini bisa dijawab resultan ketiga gaya adalah 6 N dikurangi 3 N hasilnya adalah 3 N. Soal No. 6 Diberikan 3 buah vektor : a = 2i + 3j satuan b = 4i + 5j satuan c = 6i + 7j satuan Tentukan besar resultan ketiga vektor, dan kemiringan sudut antara resultan dan sumbu X Pembahasan Data: Soal No. 7

Diberikan 3 buah vektor a, b, c seperti gambar di bawah.

Dengan metode poligon tunjukkan : (i) d = a + b + c (ii) d = a + b − c (iii) d = a − b + c Pembahasan Dengan metode poligon : (i) d = a + b + c

(ii) d = a + b − c

(iii) d = a − b + c

1. Dua buah gaya saling tegak lurus, besarnya masing-masing 5 N dan 12 N. Besar resultan kedua gaya tersebut adalah … (Jawaban : 13 N) 2. Jika besar vektor B = 10 satuan, membentuk sudut 60 o dengan sumbu x positip, maka besar vektor tersebut dalam sumbu x dan sumbu y adalah … (Jawaban : Bx = 5 , By = 5√3 ) 3. Dua buah vektor gaya F1 dan F2 masing-masing besarnya 3 N dan 4 N, bertitik tangkap sama dan saling mengapit sudut 60°, nilai resultan dari kedua vektor tersebut … (Jawaban : F = √37 N) 4. v1 = 50 satuan dan v2 = 50 satuan. Berapa besar vektor resultan ?

(Jawaban : v = 50√2 satuan) 5. Seorang anak berjalan lurus 80 meter ke utara, kemudian belok ke timur sejauh 80 meter, dan belok lagi ke selatan sejauh 20 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal adalah….(Jawaban : 100 meter, ke arah timur laut) 6. Resultan ketiga gaya pada gambar di bawah adalah …

(Jawaban : 6 N)

1. Seorang anak berjalan lurus 10 meter ke barat, kemudian belok ke selatan sejauh 4 meter, dan belok lagi ke timur sejauh 13 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal….

A. 4 meter arah barat daya B. 5 meter arah selatan C. 5 meter arah tenggara D. 10 meter arah timur E. 10 meter arah tenggara Pembahasan

Jawaban yang benar adalah C. 2. Resultan ketiga gaya pada gambar di samping adalah…

A. 1,0 N B. 1,5 N C. 1,9 N D. 2,0 N E. 2,3 N Pembahasan Menghitung besar masing-masing vektor komponen : F1x = 10 N F1y = 0 F2x = -10 cos 60 = – (10)(0,5) = – 5 N

F2y = 10 sin 60 = (10)(0,87) = 8,7 N F3x = -12 cos 60 = – (12)(0,5) = – 6 N F3y = -12 sin 60 = – (12)(0,87) = – 10,4 N Menentukan vektor resultan :