Soal Dan Penyelesaian Fisika SMA - Vektor merupakan besaran yang mempunyai nilai dan arah. Penggambaran vektor berbentuk panah yang menunjukan arah vektor dan panjang garisnya disebut sebagai besar vektor.
baca juga:
- Soal Dan Penyelesaian Besaran, Satuan, Dimensi Dan Vektor
- Soal Dan Penyelesaian Fisika Vektor Kelas 10
- Memadu Gerak - Perahu Menyeberagi Sungai
Soal 1 Besaran-besaran di bawah ini yang bukan termasuk besaran vektor adalah....
a. energi
b. kecepatan
c. gaya
d. momentum
e. percepatan
Penyelesaian Fisika: A
Besaran vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah. Contohnya adalah perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya momentum, impuls, medan magnet, dan lain-lain
Soal 2 Besaran-besaran di bawah ini yang bukan termasuk besaran skalar adalah...
a. massa
b. waktu
c. suhu
d. kecepatan
e. massa jenis
Penyelesaian Fisika: D
Besaran Skalar adalah besaran yang hanya memiliki nilai dan tidak memiliki arah. Contohnya adalah semua besaran pokok, energi, kelajuan, usaha, luas, daya, volume, dan lain-lain
Soal 3 Perhatikan gambar berikut.
Jika tiap skala pada gambar tersebut sama dengan 2 N, resultan kedua gaya tersebut adalah ....
a. 4 N
b. 6 N
c. 8 N
d. 10 N
e. 12 N
Penyelesaian Fisika:
\[\small \begin{align*} R&=\sqrt{F_1^2+F_2^2}\\R&=\sqrt{8^2+6^2}\\R&=\sqrt{100}\\R&=10N \end{align*}\]
Soal 4 Perhatikan gambar berikut.
Tiga buah gaya F1, F2, dan F3 memiliki arah dan besar seperti pada gambar berikut ini. Hubungan yang benar untuk ketiga gaya tersebut adalah ....
a. F1 + F2 = F3
b. F2 + F3 = F1
c. F1 + F3 = F2
d. F1 + F2 = F3 = 0
e. F1 = F3 = F2
Penyelesaian Fisika: C
F3 + F1 = F2 atau F1 + F3 = F2
Soal 5 Dua vektor besarnya masing-masing 6 satuan dan 8 satuan. Besarnya vektor resultan yang tidak mungkin adalah ....
a. 14 satuan
b. 2 satuan
c. 10 satuan
d. 9 satuan
e. 1 satuan
Penyelesaian Fisika: E
Resultan dua vektor berada antara selisih dengan jumlah kedua vektor tersebut.
\[\begin{align*} (8-6)&\leq R\leq (8+6)\\2&\leq R\leq 14\end{align*}\]
Soal 6 Sebuah gaya yang besarnya F memiliki komponen vektor pada sumbu-x dan sumbu-y yang besarnya sama. Sudut antara vektor tersebut pada sumbu horizontal adalah ....
a. 30°
b. 45°
c. 60°
d. 90°
e. 0°
Penyelesaian Fisika: B
\[\begin{align*} F_x&=F\cos \theta\\F_y&=F\sin \theta\\ F_x&=F_y\\ F\cos \theta&=F\sin \theta\\\frac{\sin \theta}{\cos \theta}&=1\\\tan \theta &=1\\\theta&=45^o \end{align*}\]
Soal 7 Apabila besar resultan dan selisih dua buah vektor adalah sama maka sudut apit kedua vektor tersebut adalah ....
a. 0°
b. 60°
c. 90°
d. 120°
e. 180°
Penyelesaian Fisika: C
\[\small \begin{align*} A+B&=A-B\\\sqrt{A^2+B^2+2AB\cos \theta}&=\sqrt{A^2+B^2-2AB\cos \theta}\\\cos \theta &=-\cos \theta \\\cos \theta&=0\\\theta&=90^o \end{align*}\]
Soal 8 Dua buah vektor memiliki besar yang sama, yakni F. Jika besar resultan kedua vektor itu sama dengan F, besar sudut apitnya adalah ....
a. 30°
b. 45°
c. 60°
d. 90°
e. 120°
Penyelesaian Fisika:
\[\begin{align*} R&=\sqrt{A^2+B^2+2AB\cos \theta}|_{A=B}\\R&=\sqrt{A^2+A^2-2AA\cos \theta}|_{R=A}\\A^2&=A^2+A^2-2AA\cos \theta\\1&=-2\cos \theta \\\cos \theta&=-\frac{1}{2}\\\theta&=120^o \end{align*}\]
Soal 9 Dua buah vektor masing-masing besarnya 5 satuan dan 12 satuan dan satu sama lain berlawanan arah. Selisih kedua vektor tersebut adalah ....
a. 7 satuan
b. 12 satuan
c. 17 satuan
d. 30 satuan
e. 60 satuan
Penyelesaian Fisika: C
\[\small \begin{align*} A-B&=A+(-B)\\A-B&=5+(-(-12))\\A-B&=17\textrm{ satuan} \end{align*}\]
Soal 10 Dari kumpulan vektor-vektor berikut, kumpulan vektor yang tidak pernah menghasilkan resultan sama dengan nol adalah ....
a. 5 N, 5 N, 5 N, 5 N
b. 5 N, 10 N, 15 N, 20 N
c. 5N, 5N, 40N, 40 N
d. 10 N, 15 N, 20 N, 45 N
e. 5 N, 5 N, 10N, 25 N
Penyelesaian Fisika: E
Lihat vektor terbesar pada masing-masing pilihan, lalu jumlahkan vektor lainnya. Bila vektor terbesar masih lebih besar dari jumlah vektor lainnya, maka resultan vektornya tidak mungkin bernilai nol.
Lihat pilihan E, vektor terbesar 25N. Jumlah vektor lainnya = 5N+5N+10N=20N. Karena 25N > 20 N, maka tidak mungkin menghasilkan resultan nol.
Soal 11 Perhatikan gambar berikut.
Persegi ABCD panjang sisi-sisinya 10 cm. Titik E membagi BC menjadi 2 bagian yang sama. Panjang resultan vektor AC dengan AE adalah ....
a. 10 √2 cm
b. 20 cm
c. 25 cm
d. 25 √2 cm
e. 15 √2 cm
Penyelesaian Fisika:
\[\begin{align*} \Sigma F_x &=C_x+E_x\\\Sigma F_x &=10+10=20N\\\\\Sigma F_y &=C_y+E_y\\\Sigma F_y &=5+10=15N\\\\F=&\sqrt{\Sigma F^2_x+\Sigma F^2_y}\\F=&\sqrt{20^2+15^2}=25N \end{align*}\]
Soal 12 Dua buah vektor, A dan B, masing-masing besarnya 20 N dan 40 N. Tentukanlah resultan kedua vektor tersebut jika kedua vektor tersebut membentuk sudut 60°.
Penyelesaian Fisika:
\[\begin{align*} R&=\sqrt{A^2+B^2+2AB\cos \theta}\\R&=\sqrt{20^2+40^2+2(20)(40)\cos 60^o}\\R&=\sqrt{400+1600+1600(0,5)}\\R&=\sqrt{2800}\approx 53N \end{align*}\]
