BAB 1 BESARAN VEKTOR. A. Representasi Besaran Vektor

dokumen-dokumen yang mirip
BESARAN VEKTOR. Gb. 1.1 Vektor dan vektor

BESARAN VEKTOR B A B B A B

Selain besaran pokok dan turunan, besaran fisika masih dapat dibagi atas dua kelompok lain yaitu besaran skalar dan besaran vektor

VEKTOR. Gambar 1.1 Gambar 1.2 Gambar 1.3. Liduina Asih Primandari, S.Si., M.Si.

Matematika II : Vektor. Dadang Amir Hamzah

Arahnya diwakili oleh sudut yang dibentuk oleh A dengan ketigas umbu koordinat,

VEKTOR A. Vektor Vektor B. Penjumlahan Vektor R = A + B

BESARAN SKALAR DAN VEKTOR. Besaran Skalar. Besaran Vektor. Sifat besaran fisis : Skalar Vektor

BESARAN, SATUAN & DIMENSI

A x pada sumbu x dan. Pembina Olimpiade Fisika davitsipayung.com. 2. Vektor. 2.1 Representasi grafis sebuah vektor

BAB II BESARAN VEKTOR

BAB II V E K T O R. Untuk menyatakan arah vektor diperlukan sistem koordinat.

VEKTOR. Oleh : Musayyanah, S.ST, MT

BAB II LANDASAN TEORI. A. Tinjauan Pustaka. 1. Vektor

MATRIKS & TRANSFORMASI LINIER

Rudi Susanto, M.Si VEKTOR

VEKTOR. 45 O x PENDAHULUAN PETA KONSEP. Vektor di R 2. Vektor di R 3. Perkalian Skalar Dua Vektor. Proyeksi Ortogonal suatu Vektor pada Vektor Lain

fi5080-by-khbasar BAB 1 Analisa Vektor 1.1 Notasi dan Deskripsi

Ruang Vektor Euclid R 2 dan R 3

FISIKA UNTUK UNIVERSITAS OLEH

BAB II V E K T O R. Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. FISIKA KELAS X Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. 52

Vektor Ruang 2D dan 3D

a menunjukkan jumlah satuan skala relatif terhadap nol pada sumbu X Gambar 1

Geometri pada Bidang, Vektor

Bab 1 Vektor. A. Pendahuluan

Outline Vektor dan Garis Koordinat Norma Vektor Hasil Kali Titik dan Proyeksi Hasil Kali Silang. Geometri Vektor. Kusbudiono. Jurusan Matematika

BAB 1 Vektor. Fisika. Tim Dosen Fisika 1, Ganjil 2016/2017 Program Studi S1 - Teknik Telekomunikasi Fakultas Teknik Elektro - Universitas Telkom

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

B a b 2. Vektor. Sumber:

Vektor. Vektor memiliki besaran dan arah. Beberapa besaran fisika yang dinyatakan dengan vektor seperti : perpindahan, kecepatan dan percepatan.

a11 a12 x1 b1 Definisi Vektor di R 2 dan R 3

B.1. Menjumlah Beberapa Gaya Sebidang Dengan Cara Grafis

Bab 1 : Skalar dan Vektor

ujung vektor A bertemu dengan pangkal vektor B

Modul Sifat dan Operasi Gaya. Ir.Yoke Lestyowati, MT

DIKTAT MATEMATIKA II

VEKTOR. Notasi Vektor. Panjang Vektor. Penjumlahan dan Pengurangan Vektor (,, ) (,, ) di atas dapat dinyatakan dengan: Matriks = Maka = =

BAB 2 ANALISIS VEKTOR

Perkalian Titik dan Silang

VEKTOR. Besaran skalar (scalar quantities) : besaran yang hanya mempunyai nilai saja. Contoh: jarak, luas, isi dan waktu.

PanGKas HaBis FISIKA. Vektor

Diferensial Vektor. (Pertemuan II) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

BAB II VEKTOR DAN GERAK DALAM RUANG

Pengantar KULIAH MEDAN ELEKTROMAGNETIK MATERI I ANALISIS VEKTOR DAN SISTEM KOORDINAT

BAB I BESARAN DAN SATUAN

Pesawat Terbang. gaya angkat. gaya berat

Vektor di ruang dimensi 2 dan ruang dimensi 3

MAKALAH VEKTOR. Di Susun Oleh : Kelas : X MIPA III Kelompok : V Adisti Amelia J.M.L

PENGUKURAN BESARAN. x = ½ skala terkecil. Jadi ketelitian atau ketidakpastian pada mistar adalah: x = ½ x 1 mm = 0,5 mm =0,05 cm

Vektor di Bidang dan di Ruang

Pentalogy BIOLOGI SMA

dengan vektor tersebut, namun nilai skalarnya satu. Artinya

VEKTOR YUSRON SUGIARTO

Analisis Vektor. Ramadoni Syahputra Jurusan Teknik Elektro FT UMY

BAB 3 DINAMIKA GERAK LURUS

Aljabar Linier Elementer. Kuliah ke-9

Penjumlahan Vektor. Edisi Kedua. Untuk SMA kelas X. (Telah disesuaikan dengan KTSP)

MENJUMLAH VEKTOR. No Besaran Skalar Besaran Vektor

Geometri pada Bidang, Vektor

2 Mekanika Rekayasa 1

VII III II VIII HAND OUT PERKULIAHAN GEOMETRI ANALITIK

VEKTOR YUSRON SUGIARTO

1.1. Mekanika benda tegar : Statika : mempelajari benda dalam keadaan diam. Dinamika : mempelajari benda dalam keadaan bergerak.

BESARAN, SATUAN DAN VEKTOR

L mba b ng n g d a d n n n o n t o asi Ve V ktor

VEKTOR. Makalah ini ditujukkan untuk Memenuhi Tugas. Disusun Oleh : PRODI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

BAHAN AJAR LEMBAR KERJA SISWA (LKS)

Diferensial Vektor. (Pertemuan III) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

BAB III RUANG VEKTOR R 2 DAN R 3. Bab ini membahas pengertian dan operasi vektor-vektor. Selain

Bab 3 (3.1) Universitas Gadjah Mada

VEKTOR 2 SMA SANTA ANGELA. A. Pengertian Vektor Vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Dilambangkan dengan :

Definisi Jumlah Vektor Jumlah dua buah vektor u dan v diperoleh dari aturan jajaran genjang atau aturan segitiga;

Jika titik O bertindak sebagai titik pangkal, maka ruas-ruas garis searah mewakili

BAB I VEKTOR DALAM BIDANG

Ringkasan Kalkulus 2, Untuk dipakai di ITB 36

KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

BAB 2 PENJUMLAHAN VEKTOR

Aljabar Linier & Matriks

A + ( B + C ) = ( A + B ) + C

SP FISDAS I. acuan ) , skalar, arah ( ) searah dengan

Vektor-Vektor. Ruang Berdimensi-2. Ruang Berdimensi-3

KEDUDUKAN DUA GARIS LURUS, SUDUT DAN JARAK

9.1. Skalar dan Vektor

Materi Aljabar Linear Lanjut

GESERAN atau TRANSLASI

a. Hubungan Gerak Melingkar dan Gerak Lurus Kedudukan benda ditentukan berdasarkan sudut θ dan jari jari r lintasannya Gambar 1

MAKALAH MOMEN GAYA. Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika Mekanik. Disusun Oleh: 1.Heri Kiswanto 2.M Abdul Aziz

Hasil Kali Titik, Hasil Kali Silang, dan Hasil Kali Tripel

Integral yang berhubungan dengan kepentingan fisika

Konsep Dasar. Modul 1 PENDAHULUAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. tegak, perlu diketahui tentang materi-materi sebagai berikut.

erkalian Silang, Garis & Bidang dalam Dimensi 3

A. Pendahuluan. Dalam cabang ilmu fisika kita mengenal MEKANIKA. Mekanika ini dibagi dalam 3 cabang ilmu yaitu :

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

Matematika Lanjut 1. Sistem Persamaan Linier Transformasi Linier. Matriks Invers. Ruang Vektor Matriks. Determinan. Vektor

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) A. Kompetensi Inti (KI) KI-1: Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

PENGANTAR KALKULUS PEUBAH BANYAK. 1. Pengertian Vektor pada Bidang Datar

MODUL 3 BIDANG RATA. [Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI Sumatera Barat]

Keep running VEKTOR. 3/8/2007 Fisika I 1

Pengertian Momen Gaya (torsi)- momen gaya.

Transkripsi:

BAB 1 BESARAN VEKTOR TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Menjelaskan definisi vektor, dan representasinya dalam sistem koordinat cartesius 2. Menjumlahan vektor secara grafis dan matematis 3. Melakukan perkalian vektor dengan besaran skalar dan vektor lain Mempelajari fisika secara utuh dan mendalam tidak bisa dilakukan tanpa memahami aturan-aturan pengoperasian vektor. Sebagaimana telah dipelajari di sekolah menengah, sebagian besaran hanya dinyatakan dengan nilai (magnitude) dan satuan saja, sementara sebagian besaran lainnya dinyatakan dengan nilai, satuan, dan juga arah. Besaran-besaran jenis pertama dinamakan besaran skalar sedangkan besaran-besaran jenis kedua dinamakan besaran vektor. Contoh dari besaran skalar adalah jarak, kelajuan, massa, suhu, waktu, tekanan, usaha, dan energi. Sebagai contoh misalnya waktu, kita cukup mengatakan satu menit, satu jam, atau satu hari untuk menyatakan selang waktu tertentu. Adapun contoh dari besaran vektor adalah perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya, momentum, impuls, dan momen gaya (torsi). Perpindahan misalnya, ketika seorang siswa mengikuti latihan baris-berbaris, lalu ada instruksi dari pelatihnya untuk melangkah beberapa langkah tanpa menyebutkan arah, maka siswa tersebut kemungkinan besar akan kebingungan. Ke arah mana dia harus melangkah? Ke kanan, ke kiri, ke depan, ataukah ke belakang? Oleh karena itu, besaran perpindahan memerlukan arah sehingga merupakan jenis besaran vektor. A. Representasi Besaran Vektor Besaran vektor biasanya dilambangkan dengan huruf kapital dan dicetak tebal atau bisa juga huruf biasa (tidak tebal) namun dengan anak panah diatasnya. Pada buku ini, besaran vektor ditandai dengan huruf (kapital atau tidak) yang tegak dan dicetak tebal. Secara geometris, vektor

2 direpresentasikan dengan anak panah. Arah anak panah menyatakan arah vektor dan panjangnya menyatakan nilai vektor. A Gambar 1. Vektor perpindahan seekor semut pada selang waktu tertentu Sebagai contoh, pada Gambar 1 ditampilkan lintasan gerak seekor semut dalam selang waktu tertentu. Mula-mula semut itu berada di titik A lalu bergerak dengan lintasan yang ditunjukkan oleh garis putus-putus dan akhirnya sampai pada titik B. Besar perpindahan yang dialami semut adalah sama dengan panjang garis lurus yang menghubungkan titik A dengan titik B, dan arah perpindahannya adalah dari titik A menuju titik B. Perpindahan semut itu secara grafis diwakilkan oleh anak panah dengan pangkal berada pada titik A dan kepala berada pada titik B. Anak panah ini selanjutnya disebut sebagai vektor perpindahan semut. Selanjutnya pada Gambar 2 diberikan contoh dua buah vektor berbeda yang diberi nama vektor dan vektor. B A2 A1 (a) Gambar 2. Contoh dua buah vektor dengan nilai dan arah yang berbeda (a) Vektor (b) Vektor Vektor memiliki nilai dan arah. Nilainya disimbolkan dengan atau, yang mana secara geometri direpresentasikan oleh panjang anak panah. Arah vektor adalah ke kanan atau membentuk sudut 0 terhadap horizontal. Sementara itu, vektor memiliki nilai atau dan arah terhadap horizontal. Tampak bahwa nilai vektor lebih besar daripada nilai vektor. (b)

3 Suatu vektor lebih mudah dianalisis jika digambarkan pada sistem koordinat cartesian, seperti vektor pada Gambar 3 (a) dan vektor pada Gambar 3 (b). Vektor-vektor tersebut dapat diuraikan pada tiap-tiap sumbu koordinat. Penguraian vektor pada suatu sumbu koordinat dilakukan dengan memproyeksikan vektor pada sumbu tersebut. Vektor dalam koordinat dua dimensi dapat diurai menjadi dua vektor komponen, vektor komponen pada sumbu x dan vektor komponen pada sumbu y. Sementara Vektor yang berada pada koordinat tiga dimensi dapat diurai menjadi tiga vektor komponen,, and secara berturut-turut adalah vektor komponen sumbu x, sumbu y, dan sumbu z. (a) (b) Gambar 3. Vektor dalam koordinat cartesian dan penguraiannya Pada Gambar 3 (a), vektor S diuraikan menjadi dua vektor komponennya, maka jumlah kedua vektor komponen tersebut sama dengan vektor S, = + dengan = vektor komponen dari vektor S pada sumbu x = vektor komponen dari vektor S pada sumbu y Berdasarkan gambar, nilai vektor yaitu dapat dinyatakan dengan nilai-nilai dari vektor komponennya, dan dengan menggunakan teorema pitagoras, yaitu = + dengan

4 = nilai vektor = nilai vektor komponen = nilai vektor komponen Sementara itu, vektor T pada Gambar 3 (b) terurai pada tiga sumbu, maka hubungan yang berlaku adalah = + + dengan = vektor komponen T pada sumbu x = vektor komponen T pada sumbu y = vektor komponen T pada sumbu z Nilai vektor T, yaitu jika dinyatakan dalam nilai-nilai vektor komponennya yaitu,, and dengan menggunakan teorema pitagoras, diperoleh = + + dengan = nilai vektor T = nilai vektor komponen = nilai vektor komponen = nilai vektor komponen B. Vektor Satuan Vektor satuan adalah vektor tak berdimensi yang memiliki nilai sama dengan satu. Vektor satuan dilambangkan dengan huruf yang dicetak tebal dan diberi tanda topi di atasnya. Oleh karena tidak memiliki dimensi maka vektor satuan bukan lah vektor dalam arti yang sebenarnya, ia hanya membawa informasi arah saja. Pada sistem koordinat cartesian, didefinisikan vektor satuan pada masing-masing sumbu. Vektor-vektor satuan tersebut adalah, ", dan #$ yang secara berturut-turut mengarah pada sumbu x positif, sumbu y positif, dan sumbu z positif, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

5 Dengan adanya definisi vektor satuan, ", dan #$ maka sembarang vektor dalam koordinat cartesian dapat dinyatakan menggunakan vektor-vektor satuan tersebut. Vektor S dan T pada Gambar 3 sebelumnya, jika dinyatakan dengan vektor satuan maka menjadi =S & +S ' " = + " + #$ #$ z Gambar 4. Vektor satuan pada sistem koordinat cartesian " y Selanjutnya, kita juga dapat mencari vektor satuan pada sembarang arah, misalnya vektor satuan yang searah dengan vektor. Vektor satuan ini diperoleh dengan membagi vektor dengan nilainya sendiri,. Vektor satuan ini dilambangkan dengan (, dan disebut sebagai vektor satuan dari. (= Contoh Soal Posisi titik A (-6,6) dan titik B (5,2) dalam koordinat cartesius masingmasing dinyatakan oleh vektor ) dan vektor ). a) Nyatakan vektor ) dan ) dalam ungkapan vektor satuan adalah, ", dan #$, serta tentukan vektor-vektor komponennya masing-masing! b) Tentukan vektor satuan dari vektor ) dan vektor ) Penyelesaian a) Vektor ) = 6 +6 ", komponennya adalah ) = 6, dan ) =6 " Vektor ) =5 +2 ", komponennya adalah ) =5, ) =2 " b) Vektor satuan dari )

6 ). = ) 4 5 6 +6 " ). = 6( 6) +6 6 +6 " ). = 6 2 + " ). = 2 ). = + " Vektor satuan dari ) : ). = ) / 0 5 +2 " ). = 5 +2 5 +2 " ). = 29 ). = 3 29 + 2 " 29 C. Penjumlahan Vektor Penjumlahan vektor hanya dapat dilakukan terhadap besaranbesaran yang sejenis. Penjumlahan vektor dapat dilakukan secara grafis maupun menggunakan vektor komponen. Penjumlahan vektor secara grafis dapat dilakukan dengan metode jajargenjang dan metode poligon. 1. Metode Jajargenjang Vektor A and vektor B pada Gambar 4 merupakan vektor-vektor sejenis. Penjumlahan kedua vektor dengan metode jajargenjang dilakukan dengan membuat dua garis putus-putus yang masing-masing sejajar dengan vektor A dan B. Garis putus-putus yang sejajar dengan vektor A diletakkan di ujung vektor B, dan garis putus-putus yang sejajar dengan vektor B, diletakkan di ujung vektor A. Hasilnya, diperoleh bangun jajar genjang yang dibentuk oleh kedua vektor dan kedua garis putus-putus tersebut. Resultan dari vektor dan B adalah sebuah vektor yang terletak pada diagonal jajar genjang tersebut dengan titik pangkal berimpit dengan titik pangkal kedua vektor (Gambar 5). 9 :=+ Gambar 5. Penjumlahan vektor A dan B dengan metode jajargenjang 9

7 Jika nilai vektor A dan vektor B diketahui serta sudut yang dibentuk oleh keduanya diketahui maka nilai resultan vektor R dapat diperoleh dengan menggunakan rumus cosinus, yaitu ;=6 +< +2 < cos 9 dengan = nilai vektor A < = nilai vektor B 9 = sudut yang dibentuk oleh vektor A dan B 2. Metode Poligon Penjumlahan vektor dengan metode poligon disebut juga dengan penjumlahan vektor dengan metode segibanyak. Jika vektor yang dijumlahkan hanya dua buah maka disebut juga dengan metode segitiga. Penjumlahan beberapa vektor dengan metode poligon dilakukan dengan menggeser vektor kedua sehingga pangkal vektor kedua berimpit dengan ujung vektor pertama. Selanjutnya vektor ketiga digeser posisinya sehingga pangkalnya berimpit dengan ujung vektor kedua, begitu seterusnya sampai vektor teraktir. Resultan vektor dari penjumlahan ini adalah suatu vektor dengan titik pangkal yang berimpit pada pangkal vektor pertama dan ujung yang berimpit dengan vektor terakhir. Perlu diketahui bahwa suatu vektor dapat digeser posisinya dengan syarat panjang dan arahnya tetap sama. : : (a) (b) (c) Gambar 6. Penjumlahan dua vektor Sebagai contoh, pada Gambar 6 (a) terdapat dua vektor sejenis, vektor dan vektor. Penjumlahan keduanya dilakukan dengan menggeser vektor B sehingga pangkalnya berimpit dengan ujung vektor A. Maka vektor resultan :, dimana := +, adalah suatu vektor dengan titik pangkal yang berimpit dengan titik pangkal vektor A dan

8 ujung yang berimpit dengan ujung vektor B, Gambar 6 (b). Hasil yang sama akan diperoleh jika +. Pada Gambar 6 (c) terlihat bahwa := +. Dengan demikian, berlaku sifat komutatif pada penjumlahan vektor, yaitu := + = +. Lebih lanjut, jika tiga buah vektor dijumlahkan, misalnya vektor,,dan C, maka caranya dengan menggeser vektor agar pangkalnya berimpit dengan ujung vektor, setelah itu menggeser vektor C agar pangkalnya berimpit dengan ujung vektor, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Maka diperoleh resultan vektor, :=++C C : C 3. Metode Vektor Komponen Gambar 7. Penjumlahan tiga vektor Sekarang mari kita lihat bagaimana menggunakan metode vektor komponen untuk menjumlahkan vektor secara matematis. Anggap kita memiliki dua vektor, dan, yaitu = + " =< +< " Jika dijumlahkan maka resultannya adalah := + :=D + " E+(< +< " ) :=( +< )+( " +< " ) :=( +< ) +D +< E " Sementara itu, vektor : dapat dinyatakan dengan vektor satuan, :=; +; " maka diperoleh nilai vektor komponen dari :, yaitu ; = +< ; = +<

9 Contoh Soal Pada gambar di samping, diberikan tiga vektor gaya. Tentukan resultan dari ketiga gaya itu menggunakan metode jajargenjang, poligon, dan vektor komponen! Penyelesaian Penjumlahan dengan metode jajargenjang dan poligon diberikan oleh gambar berikut. (a) Metode jajargenjang (b) Metode poligon Tampak bahwa resultan vektor yang diperoleh dari kedua metode ini adalah sama. Jika dinyatakan dalam vektor satuan, resultannya adalah F : F +F +F H =10 2 " Sementara itu, untuk menjumlahkan dengan metode vektor komponen, terlebih dahulu kita harus menuliskan ketiga vektor dengan ungkapan vektor satuan, ", dan #$. Dari gambar diperoleh F = 4 +4", F =9, dan F H =5 6" Maka resultan dari ketiga vektor itu adalah F : =F +F +F H F : =( 4 +4 " )+(9 )+(5 6 " ) F : =10 2 " Hasil ini sama dengan yang diperoleh sebelumnya. Namun, metode vektor komponen lebih mudah digunakan.

10 D. Pengurangan Vektor Pengurangan vektor adalah penjumlahan suatu vektor dengan vektor negatif. Jika vektor dikurangi dengan vektor maka sama dengan vektor ditambahkan dengan negatif dari vektor. =+( ) Negatif dari vektor yaitu vektor adalah suatu vektor yang memiliki nilai sama dengan vektor namun berlawanan arah. Pada Gambar 8 (a), diberikan vektor,, dan C. Negatif dari ketiga vektor tersebut ditunjukkan oleh Gambar 8 (b). C C (a) Gambar 8. (a) Vektor,, dan C (b) (b) Negatif dari vektor,, dan C Dengan menggunakan vektor negatif, prosedur pengurangan vektor secara prinsip sama dengan penambahan vektor. Berikut ini diperlihatkan hasil dari pengurangan vektor :, C, dan. C C (a) (b) (c) Gambar 9. Pengurangan vektor (a) (b) C (c) Jika vektor dapat dinyatakan dalam vektor-vektor komponennya, pengurangan vektor dapat dilakukan secara matematis. Misalnya = + " =< +< " Maka pengurangan vektor dengan vektor = + " D< +< " E

11 = < + " < " =( < ) +D < E " Contoh Soal Tentukan hubungan yang benar dari vektor-vektor kecepatan pada tiaptiap gambar berikut! J H J H J J J J J H J J (a) (b) (c) Penyelesaian Hubungan vektor dapat dicari dengan menggunakan metode poligon pada penjumlahan vektor. Pertama menentukan titik acuan, misalnya titik sudut sebelah kiri bawah segitiga. Setelah itu, tentukan arah putaran, misalnya jika arah vektor searah dengan arah putaran jarum jam, maka bernilai positif, dan jika berlawanan arah maka negatif. Untuk gambar (a) Untuk gambar (c) J +( J H )+( J )=0 J +J H +J =0 J J H J =0 J +J H =J J =J +J H Untuk gambar (b) J +J H +J =0 J +J +J H =0 E. Perkalian Vektor Suatu vektor dapat dikalikan dengan konstanta, besaran skalar, atau dengan vektor lainnya. Jika vektor dikalikan dengan suatu konstanta atau besaran skalar positif, misalnya K, maka hasilnya adalah vektor K,

12 yaitu suatu vektor dengan arah sama dengan vektor dan bernilai K. Namun jika dikalikan dengan konstanta atau besaran skalar negatif K, maka hasilnya adalah vektor K, suatu vektor yang memiliki arah berlawanan dengan vektor dan bernilai K. Sementara itu, perkalian vektor dengan vektor tidak sesederhana perkalian vektor dengan skalar atau konstanta. Terdapat tiga bentuk perkalian vektor dengan vektor, perkalian titik (dot product), perkalian silang (cross product), dan perkalian dyadic (perkalian tensor). Masingmasing memiliki aturannya sendiri. Pada modul ini hanya akan dibahas dua bentuk perkalian, yaitu perkalian titik, dan perkalian silang. Adapun perkalian dyadic akan dipelajari pada Mata Kuliah Mekanika. 1. Perkalian Titik Perkalian titik dua vektor menghasilkan besaran skalar. Perkalian titik vektor dan vektor didefinisikan sebagai = < NOP 9 dengan 9 adalah sudut yang dibentuk oleh kedua vektor tersebut. Interpretasi geometris perkalian titik vektor dan vektor adalah perkalian skalar antara panjang vektor dengan panjang proyeksi vektor A pada vektor B (Gambar 8.a), atau perkalian skalar antara panjang vektor A dengan panjang proyeksi vektor B pada vektor A (Gambar 8.b). 9 0 = cos 9 < Q =< cos 9 9 (a) (b) Gambar 8. Interpretasi geometris perkalian titik (a) = ( NOP 9) < (b) = (< NOP 9) Jika vektor dan vektor dinyatakan dengan dalam vektor satuan, maka perkalian titiknya diuraikan sebagai berikut

13 =D + " E (< +< " ) = < ( )+ < ( " )+ < (" )+ < (" " ) = < + < sedangkan hasil perkalian titik vektor dengan dirinya sendiri, maka =D + " E ( + " ) = ( )+ ( " )+ (" )+ (" " ) = + = Perkalian titik dapat digunakan untuk menentukan sudut yang dibentuk oleh kedua vektor, yaitu cos9= < Beberapa sifat-sifat perkalian titik 1. = 2. = 3. = " " = #$ #$ =(1)(1) cos0=1 4. " = " #$ = #$ =(1)(1) cos90 T =0 5. Vektor and saling tegak lurus jika =U dan dan bukan nol 2. Perkalian Silang Berbeda dengan perkalian titik, perkalian silang dari dua vektor menghasilkan besaran vektor yang arahnya tegak lurus terhadap kedua vektor pembentuknya. Perkalian silang dari vektor and vektor didefinisikan sebagai = WX dengan = <sin9

14 dan 9 adalah sudut yang dibentuk oleh kedua vektor, dan WX adalah vektor satuan yang menunjukkan arah dari vektor. Secara geometri, nilai dari perkalian silang dua vektor menyatakan luas bangun jajargenjang yang dibentuk oleh kedua vektor tersebut (Gambar 9). luas bangun jajargenjang yang dibentuk oleh dan 9 sin 9 < Gambar 9. Interpretasi geometris dari Terdapat aturan untuk menentukan arah dari yang disebut dengan kaidah tangan kanan (right hand rule). Contohnya, perkalian silang dengan ", " seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 10 (a). z #$ " y (a) (b) Gambar 10. (a) Perkalian silang " (b) Aturan tangan kanan Dari definisi perkalian silang, maka " = " sin9 WX " = 1 1 sin90 T WX " = WX Kemana arah WX? Jika kita mengepalkan tangan kanan dengan arah lipatan ke empat jari searah dengan putaran dari ujung vektor ke ujung vektor " maka ibu jari akan mengarah ke sumbu z, searah dengan vektor

15 #$. Oleh karena nilai vektor WX sama dengan satu, dan searah dengan #$ maka WX=#$. Dengan demikian, maka diperoleh " = #$ Beberapa sifat dari perkalian silang: 1. " = #$, " #$ =, #$ =" 2. " = #$, #$ " =, #$ = " 3. = " " = #$ #$ =0 ( karena 9=0 ) 4. = 5. Vektor sejajar dengan vektor jika =0 dan dan tidak nol Contoh Soal Diberikan vektor [= +2" +2#$ dan vektor \=2 2" +#$, a. gambar vektor [ dan \ dalam koordinat cartesian b. tentukan nilai vektor [ dan \ c. tentukan hasil dari [ \ d. tentukan hasil dari [ \ e. tentukan sudut yang dibentuk oleh vektor [ and \ f. tentukan vektor satuan yang tegak lurus terhadap bidang yang dibentuk oleh vektor [ dan \ Penyelesaian a. Vektor [ dan \ pada koordinat cartesian ditunjukkan oleh gambar b. Nilai vektor [ z 2 [ ^=^ +^ +^ ^= 1 +2 +2 ^= 9 ^=3 \ 2 2 1 1 2 y b. Nilai vektor \ _=_ +_ +_

16 ^=62 +( 2) +1 ^= 9 ^=3 c. Hasil dari [ \ [ \=D +2" +2#$E D2 2" +#$E [ \=2 4+2 [ \=0 d. Hasil dari [ \ [ \=D +2" +2#$E D2 2" +#$E [ \= 2 + ( 2" )+ #$ +2" 2 +2" ( 2" )+2" #$ [ \=+2#$ 2 +2#$ ( 2" )+2#$ #$ [ \=U 2#$ " 4#$ +U+ +`" +` +U [ \=a +H" 6#$ e. sudut yang dibentuk kedua vektor sin9= [ \ ^_ sin9= 66 +3 +( 6) 3 3 sin9= 81 9 sin9=1 maka 9=90 T f. misalkan vektor satuannya WX, maka WX= [ \ [ \ WX= 6 +3" 6# $ c WX= 2 3 +1 3 " 2 3 # $

17 LATIHAN 1. Tentukan resultan vektor-vektor berikut dengan menggunakan metode jajargenjang dan poligon 2. Tentukan hubungan vektor-vektor pada masing-masing gambar berikut ini! B B B A C A C A C 3. Berikut ini adalah vektor-vektor gaya yang bekerja pada suatu balok. Uraikan vektor-vektor tersebut pada masing-masing sumbu! g f θ 4. Vektor ), ), dan ) H berturut-turut adalah vektor posisi titik (3,4,0), (0,5,-2), dan (8,0,6). Gambarkan vektor ), vektor ), dan vektor ) H dalam sistem koordinat cartesian, dan nyatakan ketiga vektor ini dalam ungkapan vektor satuan, ", dan #$ 5. Vektor ) adalah vektor posisi dari titik (3,4,-5) dan vektor ) adalah vektor posisi titik (-5,-2,8). a. hitung resultan kedua vektor menggunakan metode vektor komponen! b. cari jarak yang memisahkan kedua titik secara vektor! 6. Jika = 4" +6#$ dan =4 2" 2#$ maka a. tunjukkan bahwa B=! b. tunjukkan bahwa! c. tentukan vektor satuan yang tegak lurus dengan bidang yang dibentuk oleh kedua vektor! F F F H

18 RANGKUMAN 1. Besaran vektor adalah besaran yang dinyatakan dengan nilai, satuan, dan arah. 2. Secara geometris, vektor direpresentasikan dengan anak panah. Arah anak panah menyatakan arah vektor dan panjangnya menyatakan nilai vektor. 3. Penjumlahan vektor dibedakan dalam dua jenis, penjumlahan secara grafis dan penjumlahan secara matematis. Penjumlahan vektor secara grafis dapat dilakukan dengan metode jajargenjang dan metode poligon sedangkan penjumlahan secara matematis dilakukan dengan metode vektor komponen. 4. Penjumlahan vektor A and B dengan metode jajargenjang : 5. Penjumlahan vektor dengan metode poligon C : C 6. Penjumlahan vektor A dengan vektor B menggunakan metode vektor komponen :=; +; " dimana ; = +< dan ; = +< 7. Perkalian titik dua vektor menghasilkan besaran skalar. Perkalian titik vektor dan vektor didefinisikan sebagai = <cos9 8. Perkalian silang dari vektor and vektor didefinisikan sebagai = <sin9 WX dan = <sin9 9. Aturan untuk menentukan arah dari vektor hasil perkalian silang menggunakan kaidah tangan kanan (right hand rule). Contoh: " =#$.

19 UJI PEMAHAMAN KONSEP 1. Berikut ini adalah vektor-vektor dari besaran momentum, vektor yang memiliki nilai paling besar adalah... a. b. c. Apa alasannya? 2. Hubungan yang benar dari vektor-vektor berikut adalah... C a. C=+ b. C= c. C= Apa alasannya? 3. Hubungan yang benar dari vektor-vektor berikut adalah... C a. + C=0 b. +C=0 c. ++C=0 Apa alasannya? 4. Vektor komponen pada sumbu x dari vektor A adalah... y a. NOP 9 b. Phi 9 c. j Apa alasannya? x 5. Perhatikan gambar pada Soal no.4! Nilai vektor komponen pada sumbu y dari vektor A adalah... a. NOP 9 b. Phi 9 c. y Apa alasannya? 6. Jika C= maka arah dari Vektor C adalah... x a. ke sumbu y positif b. ke sumbu x positif z

20 c. ke sumbu x negatif Apa alasannya? 7. Perhatikan gambar dua vektor berikut ini. Hasil dari perkalian titik kedua vektor tersebut adalah... a. 0 b. 11 satuan c. 30 satuan Apa alasannya? 8. Perhatikan kembali gambar pada Soal no. 7, hasil dari = a. 0 b. 11 #$ c. 30 #$ Apa alasannya? 9. Tentukan besar sudut yang dibentuk oleh kedua vektor berikut ini a. 120 o b. 135 o c. tidak membentuk sudut Apa alasannya? 10. Berikut ini yang bukan vektor satuan yang tegak lurus terhadap bidang datar yang dibentuk oleh vektor [= +" dan \= +#$ adalah... a. + " + # $ H H H b. " # $ H H H c. " # $ H H H Apa alasannya?