Apa itu Fisika Vektor?

Vektor adalah representasi visual dari besaran fisika yang memiliki besar dan arah. Fisika vektor adalah studi tentang berbagai gaya yang bertindak untuk mengubah arah dan kecepatan benda yang bergerak. Alat matematika analisis vektor menyediakan sarana yang berguna untuk mengamati interaksi gaya-gaya alam di alam semesta fisik dan untuk memprediksi dampak gaya-gaya ini terhadap materi yang bergerak.

Vektor dilambangkan dengan panah dengan panjang yang bervariasi. Panjang relatif setiap panah mewakili besarnya, yang dapat berupa kecepatan atau gaya lain apa pun yang dapat diukur. Setiap panah memiliki arah tertentu, yang dilambangkan pada bidang Cartesian menggunakan sumbu geografis Utara, Selatan, Timur, dan Barat. Ekor setiap vektor dimulai dari koordinat Cartesian (0,0) dan posisi kepala atau panah menunjukkan arahnya masing-masing.

Alat analisis vektor menyediakan sarana untuk memprediksi perubahan yang dihasilkan baik dalam besaran maupun arah benda yang dipengaruhi oleh kekuatan eksternal. Misalnya, sebuah pesawat yang menuju Utara dengan kecepatan 100 mph (160.93 kph) pada akhirnya akan mengalami perubahan kecepatan dan arah jika bertemu dengan angin 25 mph (40.23 kph) dari Barat. Arah dan kecepatan yang dihasilkan dari pesawat dapat dihitung dengan menggunakan vektor yang ditarik ke skala.

Analisis dan resolusi vektor biasanya diplot pada grafik sumbu XY sehingga setiap vektor dapat dengan mudah diberi arah dan diberi besaran yang sesuai. Analisis vektor dilakukan untuk menentukan resultan, atau efek bersih pada suatu benda dari satu atau lebih gaya yang bekerja untuk mengubah gerak dan arahnya. Penyelesaian masalah fisika vektor dapat dihitung dengan menggunakan berbagai metode.

Masalah fisika vektor sederhana dapat diselesaikan dengan membangun jajaran genjang dari masing-masing dari dua segmen garis yang berbeda yang diplot pada bidang Cartesian. Garis putus-putus serupa yang direplikasi dari masing-masing vektor yang terpisah ditambahkan dan sebuah garis digambar pada ujung yang berlawanan dari jajaran genjang yang dibangun. Garis yang ditarik melambangkan resultan arah dan besar benda di mana gaya-gaya lain telah bertindak untuk mengubah arah dan kecepatannya.

Fisika vektor berkaitan dengan hubungan antara gaya yang bekerja satu sama lain apakah itu benda besar yang bergerak atau partikel yang berinteraksi satu sama lain pada tingkat sub-atom. Penyelesaian masalah vektor yang lebih kompleks dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan matematika aljabar atau trigonometri yang menghitung penjumlahan atau perkalian berbagai vektor. Salah satu aplikasi paling awal dari analisis vektor adalah penggunaannya untuk menggambarkan secara akurat hubungan antara gaya listrik dan magnet yang dipancarkan, komponen utama teori elektromagnetisme, yang pertama kali ditemukan oleh fisikawan Skotlandia James Maxwell Clerk pada abad ke-19.