bab2-vektor (1)

VEKTOR
2.1
2.1 BESARAN SKALAR DAN VEKTOR
Sifat besaran fisis :  Skalar
 Vektor
 Besaran Skalar
Besaran yang cukup dinyatakan oleh besarnya saja (besar
dinyatakan oleh bilangan dan satuan).
Contoh : waktu, suhu, volume, laju, energi
Catatan : skalar tidak tergantung sistem koordinat
 Besaran Vektor
z
Besaran yang dicirikan oleh besar dan arah.
Contoh : kecepatan, percepatan, gaya
Catatan : vektor tergantung sistem koordinat
y
x
2.2
2.2 PENGGAMBARAN DAN PENULISAN (NOTASI) VEKTOR
Gambar :
P
Q
Titik P
: Titik pangkal vektor
Titik Q
: Ujung vektor
Tanda panah
: Arah vektor
Panjang PQ = |PQ|
: Besarnya (panjang) vektor
Notasi Vektor
A

A
Huruf tebal
A
Huruf miring
Besar vektor A = A = |A|
(pakai tanda mutlak)
Pakai tanda panah di atas
Catatan :
Untuk selanjutnya notasi vektor yang digunakan huruf tebal
2.3
Catatan
:
a. Dua vektor sama jika arah dan besarnya sama
A
B
b. Dua vektor dikatakan tidak sama jika
A=B
:
1. Besar sama, arah berbeda
A
B
A
B
A
B
A
B
2. Besar tidak sama, arah sama
A
B
3. Besar dan arahnya berbeda
A
B
2.4
2.3 OPERASI MATEMATIK VEKTOR
1. Operasi jumlah dan selisih vektor
2. Operasi kali
2.3.1 JUMLAH DAN SELISIH VEKTOR
1. Jajaran Genjang
2. Segitiga
Metode:
3. Poligon
4. Uraian
1. Jajaran Genjang
A
+
=
A
Besarnya vektor R = | R | =
Besarnya vektor A+B = R = |R| =
Besarnya vektor A-B = S = |S| =
R = A+ B
A 2  B 2  2 AB cos 
A 2+ B 2 + 2 AB cosθ
A 2 + B 2 - 2 AB cos θ
2.5
 Jika vektor A dan B searah
 θ = 0o : R = A + B
 Jika vektor A dan B berlawanan arah  θ = 180o : R = A - B
 Jika vektor A dan B Saling tegak lurus  θ = 90o : R = 0
Catatan : Untuk Selisih (-) arah Vektor di balik
2. Segitiga
B
A
=
+
A
3. Poligon (Segi Banyak)
D
C
A
+
+
+
=
D
A+B+C+D
A
B
2.6
4. Uraian
Vektor diuraikan atas komponen-komponennya (sumbu x dan sumbu y)
Y
Ay
A
B
By
Ax
Bx
B = Bx.i + By.j
Ax = A cos θ ;
Bx = B cos θ
Ay = A sin θ ;
By = B sin θ
X
Besar vektor A + B = |A+B| = |R|
|R| = |A + B| =
A = Ax.i + Ay.j ;
Rx = Ax + Bx
Rx 2  R y 2
Arah Vektor R (terhadap sb.x positif) = tg θ =
Ry = Ay + By
Ry
Rx
θ = arc tg
Ry
Rx
2.7
2.3.2 PERKALIAN VEKTOR
1. Perkalian Skalar dengan Vektor
2. Perkalian vektor dengan Vektor
a. Perkalian Titik (Dot Product)
b. Perkalian Silang (Cross Product)
1. Perkalian Skalar dengan Vektor
Hasilnya vektor
k : Skalar
A : Vektor
C=kA
Vektor C merupakan hasil perkalian antara skalar k dengan vektor A
Catatan
:
 Jika k positif arah C searah dengan A
 Jika k negatif arah C berlawanan dengan A
k = 3,
A
C = 3A
2.8
2. Perkalian Vektor dengan Vektor
a. Perkalian Titik (Dot Product)
AB
=C
Hasilnya skalar
C = skalar
Besarnya : C = |A||B| Cos θ
A = |A| = besar vektor A
B = |B| = besar vektor B
Θ = sudut antara vektor A dan
B
θ
B
A cos θ
2.9
Sifat-sifat Perkalian Titik (Dot
Product)
1. Komutatif : A  B = B  A
2. Distributif : A  (B+C) = (A  B) + (A  C)
Catatan :
1. Jika A dan B saling tegak lurus  A  B = 0
2. Jika A dan B searah
AB=AB
3. Jika A dan B berlawanan arah  A  B = - A  B
2.10
b. Perkalian Silang (Cross Product)
Hasilnya vektor
C=AxB
B
θ
A
B
θ
A
C=BxA
Catatan :
Arah vektor C sesuai aturan tangan kanan
Besarnya vektor C = A x B = A B sin θ
Sifat-sifat :
1. Tidak komutatif  A x B
B
= xA
2. Jika A dan B saling tegak lurus  A x B = B x A
3. Jika A dan B searah atau berlawan arah  A x B = 0
2.11
2.4 VEKTOR SATUAN
Vektor yang besarnya satu satuan
A
Aˆ 
A
Notasi
Aˆ  Aˆ 
A
A
1
Besar Vektor
Dalam koordinat Cartesian (koordinat tegak)
Z
k
A
j
Arah sumbu x
:
Arah sumbu y
:
iˆ
ĵ
Arah sumbu z
:
k̂
Y
i
X
A  Axiˆ  Ay ˆj  Az kˆ
2.12
 Sifat-sifat Perkalian Titik (Dot Product) Vektor Satuan
i  i
=
j  j =
k k
=
1
i  j
=
j k =
k i
=
0
 Sifat-sifat Perkalian silang (Cross Product) Vektor Satuan
ixi
jxj
= kxk
ixj
=
k
jxk
=
i
kxi
=
j
=
=
0
k
i
j
2.13
Contoh Soal
1. Lima buah vektor digambarkan sebagai berikut :
Besar dan arah vektor pada gambar di samping :
X
C
B
Vektor
Besar (m)
Arah (o)
A
19
0
B
15
45
C
16
135
D
11
207
E
22
270
A
Y
D
E
Hitung : Besar dan arah vektor resultan.
Jawab :
Vektor
Besar (m)
Arah(0)
Komponen X(m)
Komponen Y (m)
A
B
C
D
E
19
15
16
11
22
0
45
135
207
270
19
10.6
-11.3
-9.8
0
0
10.6
11.3
-5
-22
RX = 8.5
RY = -5.1
R
Besar vektor R :
R 2+=
Ry 2
8.52+ ( - 5 .1)2
X
=
Arah vektor R terhadap sumbu x positif :
- 5.1
tg  =
= - 0,6
8.5
 =
329.030
=
(terhadap x berlawanan arah jarum jam )
94.
. 01
= 9.67 m
2.14
2. Diketahui koordinat titik A adalah (2, -3, 4). Tuliskan dalam bentuk vektor dan berapa
besar vektornya ?
Jawab :
Vektor A =
A =
2i – 3j + 4k
A
=
2
2
2 + (-3) + 4
2
=
29
satuan
3. Tentukanlah hasil perkalian titik dan perkalian silang dari dua buah vektor berikut ini :
A = 2i – 2j + 4k
B = i – 3j + 2k
Jawab :
Perkalian titik :
A . B = 2.1 + (-2)(-3) + 4.2
= 16
Perkalian silang :
AxB =
i
2
1
j
- 2
- 3
k
4
2
= { (-2).2 – 4.(-3)} i – {2.2 – 4.1} j + {2.(-3) – (-2).1} k
= (-4+12) i – (4-4) j + (-6+4) k
= 8i – 0j – 2j
= 8i – 2k
Besaran Vektor:
Besaran yang memiliki besar (nilai/angka) dan arah
Contoh besaran Vektor: Perpindahan, kecepatan, percepatan,
gaya,dll
Besaran Skalar:
Besaran yang hanya memiliki besar (nilai/angka) saja
Gambar Vektor
Garis kerja Vektor
Arah Vektor
Besar Vektor
Titik tangkap/titik pangkal Vektor
Garis kerja Vektor
PENULISAN VEKTOR
A
=
AB
A
Vektor A
= Vektor AB
B
PENJUMLAHAN & PENGURANGAN VEKTOR
Vektor hasil penjumlahan & pengurangan = Vektor Resultan ( R )
Cara Poligon
Penjumlahan & Pe
ngurangan Vektor
Cara Jajaran Genjang
Soal-soal
Nilai dan Arah Resultan Dua Buah Vektor Yang
Membentuk Sudut α
a. α ≠ 90º
A
α
R
A2  B 2  2 AB cos 
B
a. α = 90º
R  A2  B 2  2 AB cos 90
cos 90  0
A
R
B
A2  B 2
Penguraian Vektor Menjadi KomponenKomponennya
Y
Besar Sudut   ....?
Ay
Tg  
Ay
Ax
 Ay 
  arc tg  
 Ax 
X
α
Ax
Ax  A cos 
Ay  A sin  ???
Dari Mana
Kesimpulan Dari Beberapa Kasus
Besar Resultan yang mungkin dari dari dua buah vektor
A dan B adalah:
ΙA–BΙ≤R≤ΙA+BΙ
Ι3Ι= 3
Ι-3Ι= 3
Ι5Ι= 5
Ι-5Ι= 5
Ι 100 Ι = 100
Ι - 100 Ι = 100
Keterangan:
Bila sebuah bilangan diberi tanda mutlak ( Ι …. Ι ), maka diambil
nilai yang positif