Jenis-jenis Besaran Vektor

Bagi kamu siswa SMA, apa kesan pertamamu ketika berjumpa dengan pelajaran fisika? Susah atau bikin pusing atau gak krusial sama sekali? Kenapa harus bersusah payah belajar fisika dan sekelumit isinya seperti vektor ? Kenapa harus belajar vektor, skalar, gaya dan listrik? Pertanyaan-pertanyaan di atas wajar buat diangkat sebenarnya.

Fisika memang masih menjadi pelajaran mengerikan bagi sebagian besar siswa SMA. Alih-alih buat belajar lebih serius, dikenalkan saja dapat membuat dahi berkernyit. Kecintaan siswa SMA terhadap pelajaran ini memang tidak lepas dari metode pembelajaran kurang tepat. Fisika masih diidentikan dengan pelajaran rumus. Fisika sama dengan rumus, begitu juga sebaliknya. Padahal sejatinya fisika ialah bidang nan sangat dekat dekat kehidupan. Salah satu contohnya ialah konsep vektor.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sebenarnya telah mengaplikasikan konsep vektor. Mau tau buktinya? Kita liat beberapa konsep vektor dalam kehidupan sehari-hari. Namun, alangkah baiknya terlebih dahulu penulis kenalkan kembali konsep dasar vektor, sebuah konsep dasar fisika.

Di global fisika, terdapat disparitas nan cukup signifikan antara besaran vektor dan skalar. Besaran vektor ialah besaran fisika nan memperhitungkan angka (nilai) dan arah dari besaran itu. Sementara itu, berbeda dengan vektor, besaran skalar memiliki komponen nilai saja. Penanganan dan perhitungan kedua jenis besaran tersebut pun jauh berbeda.

Misalnya, penjumlahan skalar cukup dengan menggunakan anggaran aritmatika penjumlahan biasa. Hal itu jauh berbeda dengan penjumlahan vektor nan harus menggunakan anggaran nan berbeda. Untuk itu, pelajaran krusial pertama nan biasanya disampaikan pada kurikulum SMA ialah disparitas kedua besaran tersebut.

Konsep kedua besaran tersebut menjadi dasar atau pijakan buat mengena konsep “unik” fisika lainnya. Sekali kamu jatuh hati dengan konsep vektor dan skalar, saat itu juga kamu akan “cinta mati” dengan fisika. Gak percaya? Buktikan sendiri!

Konsep mengenai besaran vektor sangat krusial buat dipahami. Salah satu penjabaran krusial konsep vektor ini ialah pelaksanaan Hukum Newton dalam penyelesaian masalah-masalah fisika klasik (fisika Newtonian). Konsep vektor memainkan peranan nan cukup signifikan terkait dengan besaran dan arah gaya nan bekerja pada sebuah benda.

Besaran dan arah benda ini (baca : vektor) akan memengaruhi berapa dan arah akselerasi nan dialami oleh benda tersebut. Alih-alih lebih atau kurang, besar dan arah benda tersebut harus tepat dan rinci, sehingga kesalahan perhitungan bisa dihindari.

Seperti telah dijelaskan di muka, besaran vektor pada fisika berkaitan dengan suatu besaran nan tak hanya memiliki nilai tetapi juga memiliki arah. Nilai dan arah besaran vektor tersebut menjadi karakteristik khas nan tak mungkin dilepaskan begitu saja.

Oleh sebab itu, seseorang akan bisa dengan mudah mengidentifikasi apakah suatu besaran fisika eksklusif termasuk ke dalam besaran vektor atau tidak. Apakah besaran-besaran fisis tersebut hanya memiliki nilai tanpa arah atau keduanya. Di global ini banyak sekali besaran-besaran fisis nan bekerja dan saling memengaruhi satu sama lain.

Para ilmuwan fisika konfiden dengan membagi besaran-besaran fisika ke dalam dua jenis, penghitungan akan lebih mudah. Cara penghitungan kedua jenis besaran fisis tersebut sangat berbeda. Besaran vektor harus menggunakan kaidah-kaidah “aritmatika vektor” nan telah disepakati bersama oleh para ilmuwan.

Sama halnya dengan besaran vektor, besaran skalar juga memiliki cara-cara tersendiri dalam mengoperasikan dan menggabungkan besaran-besaran nan sejenis. Namun, disparitas nan paling mencolok ialah cara mengoperasikan (penjumlahan, perkalian, dan pengurangan) besaran skalar tersebut.

Berikut ini contoh besaran-besaran nan masuk ke dalam besaran vektor:

Kecepatan ialah besaran fisis nan menyatakan perubahan perpindahan suatu benda per satuan waktu. Satuan paling tepat nan dapat mewakili kecepatan ialah meter/sekon. Identifikasi kecepatan sebagai besaran vektor bisa ditandai dengan menggunakan speedometer spesifik nan memunyai skala negatif.

Bila benda atau objek bergerak ke arah sumbu x positif, maka benda dinyatakan bergerak dengan kecepatan positif. Hal itu juga berlaku sebaliknya, bila benda bergerak searah sumbu x negatif maka benda dinyatakan bergerak dengan kecepatan negatif.

Kesepakatan arah positif dan negatif tersebut berlaku umum. Namun demikian, kesepakatan arah tersebut tergantung dari analis nan melakukan analisis. Faktor terpenting nan perlu diperhatikan ialah konsistensi dalam penggunaan tanda. Contoh klasik nan dapat menggambarkan bagaimana analisis vektor sangat krusial dalam pelaksanaan penjabaran kecepatan sebuah benda.

Bayangkan kamu mengendarai sebuah bahtera dengan kecepatan A m/s. kamu bergerak searah dengan arus air, pengamat di pinggir sungai akan merasakan kamu bergerak jauh lebih cepat daripada air, bahkan diri Anda sendiri pun merasakan demikian. Sebaliknya, bila kamu bergerak antagonis dengan arah arus air, Anda akan merasakan bahwa bahtera kamu bergerak lebih lambat bila dibandingkan ketika kamu bergerak searah arus air.

Kasus nan unik terjadi bila kecepatan bahtera kamu lebih kecil dibandingkan dengan kecepatan arus. Alih-alih bahtera bergerak maju, kamu merasakan bahtera bergerak mundur searah mobilitas arus.

Percepatan didefinisikan sebagai besaran fisis dampak perubahan kecepatan terhadap satuan waktu. Dari definisi tersebut, bisa ditarik konklusi bahwa akselerasi berkaitan erat dengan kecepatan. Akselerasi merupakan ekspansi arti dari kecepatan. Sebagaimana kecepatan, akselerasi merupakan besaran vektor nan aturan-aturan vektor inheren padanya.

Oleh sebab itu, tak sahih bila akselerasi hanya diidentikan dengan besarnya nilai nan dimilikinya. Akselerasi harus dinyatakan dalam bentuk nilai dan arah nan memang sangat mendasar dalam konsep vektor.

Besaran akselerasi sangat berkaitan erat dengan arah dan gaya nan terjadi pada sebuah benda. Klarifikasi mengenai gaya dan Hukum Newton akan dibahas pada bagian selanjutnya. Gaya dan Hukum Newton dapat dikatakan sebagai penjabaran nan cukup krusial dari konsep vektor.

Dalam rumusannya, besarnya nilai dan arah dari sebuah akselerasi bergantung dari seberapa bersar resultan gaya nan terjadi pada benda tersebut. Oleh sebab itu, akselerasi bisa dilihat dari seberapa rumit dan kompleksnya gaya-gaya nan bekerja pada sebuah benda.

Seperti telah disinggung sedikit di atas, gaya nan bekerja pada sebuah benda merupakan contoh lain dari besaran vektor. Konsep gaya nan bekerja pada sebuah benda bisa dijelaskan dengan menggunakan Hukum Newton tentang gaya-gaya. Hukum Newton bisa dibagi ke dalam tiga jenis hukum nan sangat dikenal oleh kalangan ilmuwan fisika.

Hukum Newton pertama berbicara tentang besarnya kelembaman nan bekerja pada sebuah benda bila benda tersebut diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Hukum Newton pertama ini secara matematis bisa dinyatakan sebagai besarnya resultan gaya nan bekerja pada sebuah benda nan saling menghilangkan akan menghasilkan besarnya akselerasi sama dengan nol (benda akan terus diam atau bergerak dengan kecepatan tetap).

Dengan perkataan lain, hukum Newton pertama ini menyatakan bahwa sebuah benda akan bergerak terus dengan kecepatan tetap atau akan terus diam bila resultan gaya nan bekerja pada tersebut bersifat netral (saling menghilangkan).

Hukum Newton kedua menyatakan bahwa besarnya akselerasi nan bekerja pada sebuah benda akan sangat bergantung dengan besarnya resultan nan bekerja pada benda tersebut. Artinya besar dan arah akselerasi akan sangat tergantung dari besarnya resultan dari gaya tersebut. Bila resultan gaya nan bekerja pada benda akan bergerak pada arah negatif, artinya akselerasi nan bekerja pada pun akan searah pada resultan dari gaya nan bekerja tersebut.

Hukum Newton ketiga berbicara mengenai konsep vektor dalam arah nan berlawanan. Newton beperndapat bahwa terdapat pasangan gaya nan selalu bekarja pada sebuah sistem benda. Oleh sebab itu, hukum Newton ketiga ini disebut dengan hukum aksi reaksi.

Vektor menurut Newton, sebuah aksi gaya pada sebuah benda akan selalu dibarengi dengan hadirnya reaksi gaya tersebut dengan nilai nan sama dengan gaya itu, arah benda nan berlawanan, dan garis kerja gaya pada benda nan berlainan.