15 Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya

Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya, Foto: Unsplash/Michael Dziedzic

Vektor adalah besaran fisika dengan nilai dan arah yang saling melengkapi, seperti kecepatan, gaya, dan momentum. Agar lebih paham, kamu perlu berlatih mengerjakan contoh soal vektor fisika.

15 Contoh Soal Vektor Fisika

Inilah 15 contoh soal vektor yang disadur dari buku Fisika SMA/MA Kls X (Diknas), Goris Seran Daton, dkk., (2007:67-70):

1. Besaran berikut yang dipengaruhi arahnya adalah ….

a. massa

b. waktu

c. usaha

d. jarak

e. kecepatan

Jawaban: e. kecepatan, karena kecepatan adalah besaran vektor

2. Kelompok besaran di bawah ini yang termasuk besaran vektor adalah . . . .

a. kelajuan, kuat arus, gaya

b. energi, usaha, banyak mol zat

c. kecepatan, momentum, kuat arus listrik

d. tegangan, intensitas cahaya, gaya

e. gaya, percepatan, waktu

Jawaban: c. kecepatan, momentum, kuat arus listrik, karena besaran vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah.

3. Dua buah gaya masing-masing 10 N dan15 N membentuk sudut 600. Besar resultan kedua gaya tersebut adalah . . . .

a. 5 √3 N

b. 5 √17 N

c. 5 √19 N

d. 5 √2 N

e. 20,6 N

Rumus resultan penjumlahan 2 vektor mengapit sudut alias rumus cosinus abc:

R² = A² + B² + 2.A.B.cos α

R² = 10² + 15² + 2.10.5.cos 60

R² = 100 + 225 + 300 . 1/2

R² = 100 + 225 + 150

R² = 475

R = √475 = 5√19 N

Jadi, jawabannya: c. 5 √19 N

4. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 50 km/jam membentuk sudut 30° terhadap sumbu x positif. Besar komponen vektor kecepatan tersebut pada sumbu x dan sumbu y berturut-turut adalah . . . .

a. 25 km/jam dan 25 √2 km/jam

b. 25 km/jam dan 25 √3 km/jam

c. 25 √3 km/jam dan 25 km/jam

d. 25 √3 km/jam dan 25 √2 km/jam

e. 25 √3 km/jam dan 25 √3 km/jam

vx = v.cos θ = 50. ½ √3 = 25 √3

vy = v sin θ = 50 . ½ = 25

Jadi, jawabannya: c. 25 √3 km/jam dan 25 km/jam

5. Jika sebuah vektor kecepatan v = 10 m/s diuraikan menjadi dua buah vektor yang saling tegak lurus dan salah satu vektor uraiannya membentuk sudut 60° dengan sumbu x, maka besar masing-masing vektor uraiannya berturut-turut pad sumbu x dan y adalah …

a. 5 m/s dan 5 √3 m/s

b. 5 m/s dan 5 √2 m/s

c. 10 m/s dan 10 √3 m/s

d. 5 m/s dan 5 √6 m/s

e. 10 m/s dan 1 m/s

vx = v.cos 60 = 10. ½ = 5

vy = v sin 60 = 50 . ½ √3 = 5 √3

Jadi, jawabannya: a. 5 m/s dan 5 √3 m/s

6. Ketika sebuah perahu melewati air yang tenang, maka ia mampu bergerak dengan kecepatan 1,2 m/s. Jika perahu melewati sungai dengan kecepatan arus air 0,5 m/s dan perahu bergerak searah arus sungai, maka resultan vektor kecepatan perahu sekarang sebesar ….

a. 0,6 m/s

b. 0,7 m/s

c. 1,3 m/s

d. 1,7 m/s

e. 2,4 m/s

Jawaban:

R = 1,2+0,5 = 1,7 m/s. Jadi, jawabannya: d. 1,7 m/s.

7. Seseorang ingin menyeberangi sungai deras dengan perahu yang mampu bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Kecepatan arus sungai 1,2 m/s. Supaya orang tersebut dapat menyeberang sungai secara tegak lurus arus sungai maka perahunya harus diarahkan dengan sudut α terhadap arus sungai. Besar α adalah ….

a. 37O

b. 53 O

c. 90 O

d. 127 O

e. 143 O

Jawaban: d. 127 O.

8. Vektor a = 3 satuan, vektor b = 4 satuan dan a + b = 5 satuan, besar sudut yang diapit oleh vektor a dan b adalah ….

a. 90O

b. 45 O

c. 60 O

d. 120 0

e. 180 0

Vektor 3, 4, dan 5 adalah triple phytagoras di segitiga siku siku (segitiga dengan sudut 90). Jadi, jawabannya: a. 90O.

9. Dua buah gaya sama besar yaitu 10 N membentuk sudut 120O satu sama lain. Selisih kedua vektor tersebut adalah….

a. 0 N

b. 10 N

c. 10√2 N

d. 10√3 N

e. 20 N

Rumus selisih dua vektor yang membentuk sudut:

R² = A² + B² – 2.A.B.cos α

R² = 10² + 10² – 2.10.10.cos 120

R² = 100 + 100 – 200 . (-1/2)

R² = 100

R = √100 = 10 N

Jadi, jawabannya: b. 10 N.

10. Perhatikan gambar gaya-gaya di bawah ini! Besar resultan ketiga gaya tersebut adalah…

Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya, Foto: Fisika SMA/MA Kls X (Diknas), Goris Seran Daton, dkk., (2007:67-70)

a. 4,0 N

b. 4√3 N

c. 6,0 N

d. 6 √3 N

e. 8 N

Komponen vektor di sumbu x:

F1x = F1 . cos 60 = 6 . 1/2 = 3

F2x = – 6

F2x = F2 . cos 60 = 12 . 1/2 = 6

ΣFx = 3 – 6 + 6 = 3

Komponen vektor di sumbu y:

F1y = F1 . sin 60 = 6 . 1/2(√3) = 3

F2y = 0

F3y = – F3 . sin 60 = – 12 .1/2 (√3)

ΣFy = 3(√3) + 0 – 6(√3) = -3(√3)

Rumus besar resultan:

R² = ΣFx² + ΣFy²

R² = 3² + (-3√3)²

R² = 9 + 27

R² = 36

R = √36 = 6 N

Jadi, jawabannya: c. 6,0 N.

11. Gambar manakah dari vektor berikut yang memenuhi persamaan a + b + c= 0 ?

Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya, Foto: Fisika SMA/MA Kls X (Diknas), Goris Seran Daton, dkk., (2007:67-70)

Jawaban: c.

12. Sebuah balok ditarik 3 gaya sesuai gambar berikut. Resultan gaya yang bekerja pada balok sebesar ….

Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya, Foto: Fisika SMA/MA Kls X (Diknas), Goris Seran Daton, dkk., (2007:67-70)

a. 2 N

b. 6 N

c. 10 N

d. 14 N

e. 22 N

Komponen x:

X = 10 – 4 = 6

y = 8

R² = x² + y²

R² =6² + 8²

R² = 36 + 64 = 100

R = √100 = 10 N

Jadi, jawabannya: c. 10 N.

13. Gambar resultan dari A + B − C − D dengan metode analisis yang benar adalah. . . .

Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya, Foto: Fisika SMA/MA Kls X (Diknas), Goris Seran Daton, dkk., (2007:67-70)

A dan B karena positif arahnya tetap seperti soal, sedangkan C dan D berlawanan arah 180 drajat dengan arah asli (soal)

Jadi, jawabannya: A.

14. Pada suatu perlombaan tarik tambang, kelompok A menarik ke timur dengan gaya 700 N dan kelompok B menarik ke barat dengan gaya 665 N. Kelompok yang memenangi perlombaan adalah kelompok . . . .

a. A dengan resultan gaya 25 N

b. A dengan resultan gaya 35 N

c. B dengan resultan gaya 25 N

d. B dengan resultan gaya 35 N

e. B dengan resultan gaya 45 N

Jika kedua vektor saling berlawanan, maka dikurangi:

R = A – B

R = 700 – 665

R = 35 N dimenangi A

Jadi, jawabannya: b. A dengan resultan gaya 35 N.

15. Seseorang menarik meja ke arah barat dengan gaya 60 N. Jika 1 cm mewakili gaya 15 N, gambar vektor gaya itu yang benar adalah ….

Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya, Foto: Fisika SMA/MA Kls X (Diknas), Goris Seran Daton, dkk., (2007:67-70)

Arah barat ditunujukkan dengan arah kekiri dan memiliki skala 60 : 15 = 4 cm. Jadi, jawabannya: C.

Dari kelima belas contoh soal vektor dan jawabannya di atas, berapakah yang kamu jawab dengan benar? (BRP)