Contoh Hitunglah luas daerah D

  

001

y

  = - D = -

  2

  1

  £

  x

  £

  = {(x,y) |

  Contoh Hitunglah luas daerah D

  .

  Â Ú

  = Æ

  y

  P L f x g x x f x g x dx

  b n

i

a

  lim ( ) ( ) ( ) ( )

  1 || ||

  ( ) ( )

  Luas daerah D adalah

  f (x)}.

  £

  y

  p , £

  £ sin 2x}.

  g

  1

  Â Ú Ú

  = D = = = - = - - - =

  =

Æ

  L x x x dx x d x x p

p

p

  n i P

  lim sin 2 sin 2 sin 2 (2 ) cos 2 1 1 1.

  

1

  2

  2

  1

  y Dx

  1 || || / 2 / 2

  ( ) ( ) / 2

  Luas daerah D adalah

  2 p x

  1

  4 p x

  1

  = sin 2x

  1 y

  (x) £

  ,

  Dx f

  £

  1

|| ||

  (x)} Luas daerah D adalah

  f

  £

  y

  , £

  b

  £

  x

  a

  b n i a

  = {(x,y) |

  b , dan sumbu x. D

  , garis x =

  a

  0, garis x =

  (x) dengan f (x) ≥

  f

  Daerah D dibatasi kurva y =

  0 a x b x

  lim ( ) ( )

  

P

L f x x f x dx

  b

  g

  £

  x

  £

  a

  = {(x,y) |

  b . D

  , dan garis x =

  a

  (x), garis x =

  (x), dengan f (x) ≥

  = Æ

  g

  (x), kurva y =

  f

  Daerah D dibatasi kurva y =

  0 a x b x

  y Dx f g

  .

  Â Ú

  = D =

  D D D

  2

  x y x

  Hitunglah luas daerah D {(x,y) | 1 4, 4x }.

  = £ £ £ £

  • Contoh

  y

  2

  Daerah D dibatasi parabol y 4x , garis x 1,

  Dx

  = = dan sumbu x.

  • x

  4

  3 y 4x x =

  • 2

  Luas daerah D adalah

  n

  4

  2

  2

  2 D L x x x x x dx

  lim (4 ) (4 ) = D = - -

  i  =

  1 Ú

  P

  1 || || Æ

1 D

  4

  1

  64

  1

  

2

  3

  x x

  2

  32

  2 9. = = - - + =

  • 0 1 2 x 4 x

  3

  3

  3 ( )

  1 x x

  Contoh Hitunglah luas daerah D yang dibatasi kurva y cos dan y sin

  = = dengan x terletak di antara dua titik potong yang berturutan.

  y y x y x

  Fungsi cos dan sin mempu- = =

  Dx

  nyai periode 2 p. Pada selang [0,2p]

  1

  kedua kurva ini berpotongan di titik

  y sin x y cos x = =

  D

  1

  1

  1

  1 p 2p

  , 2 dan 1 , 2 . p p -

  1

  1

  5

  3

  4

  2

  4

  2 x

  ( ) ( ) p p p p x

  4

  2

  4

  2

  1

  5 x

  Pada selang , sin

  [ ] =

  p p kurva y

  • 1

  4

  4 Dx x terletak di atas kurva y cos .

  = Luas daerah D adalah

  p n 5 / 4

  L x x x x x dx

  lim sin cos sin cos = D = - -

  ( ) ( ) Â i

  =

  1 Ú

  P p / 4 || || Æ p

  5 / 4

  1

  1

  1

  1 x x

  cos sin

  2

  2

  2 2 2 2. = - = = + + - +

  ( ) p / 4

  2

  2

  2

  2 D y x

Contoh Hitunglah luas daerah yang dibatasi kurva , sumbu x, dan

  =

  garis y 2.

  =

  • x

  2 y x y

  Integralkan dalam peubah y: y , x = ≥ ¤ x =

  y x 2 (4,2)

  =

x y

  dan y

  2

  2. Luas daerah D adalah = ¤ x = + -

  2 n

  2

  2 y Dy

  L y y y y y dy

  lim ( 2 ) ( 2 ) = + - D = + -

  D

  1 D 2 = =

  • y x  i

  Ú P

  || || Æ

  2 0 1 2 3 4 x

  1

  1

  2

  1

  2

  3

y y y

2 2 4 2 3 .

  = = + - = - +

  y f a

  Daerah D dibatasi kurva y (x), garis x , garis = =

  Dx Dx x b

  , dan sumbu x. Luas daerah D adalah =

  f f

  | | b n

  L f x x f x dx D lim | ( )| | ( )|

  = D =

  Â i

  1 = Ú a

  || || P Æ 0 a x c x b x

  D

  Pada gambar di samping,

  f c b

  L f x dx f x dx

  ( ) ( ) = + -

  Dx ( ) a c

  Ú Ú y f g

  Daerah D dibatasi kurva y (x), kurva y (x), = =

  Dx a b

  garis x , dan garis x . Luas daerah D adalah = =

  Dx g D b

n

f

  L f x g x x f x g x dx lim | ( ) ( )| | ( ) ( )| .

  = D = - -

  

i

  1 Â

  D = a Ú f || || P

  Æ g

  Pada gambar di samping,

  c b 0 a x c x b x

  L f x g x dx g x f x dx ( ) ( ) ( ) ( ) .

  = - + -

  ( ) ( ) a c

  Ú Ú

  3 x

  Contoh Hitunglah luas daerah D yang dibatasi kurva y cos 2x, 0

  = £ £ p

  4 dan sumbu x. y

y

  cos 2x memotong sumbu x di titik =

  Kurva

  Dx

  1

  3 1 y 2x

  = -cos 0, , dan .

  p p

  4

  4

  1

  kurva terletak di atas

  [0, ] p

  Pada selang

  D

  4 x

  3

  1

  3

  1

  1 0 x p p x p

  4

  2 4 x

  sumbu dan pada selang , kurva ter-

  [ p p ]

  4

  4 D y cos 2x =

  letak di bawah sumbu x.

  • 1

  Dx

  Luas daerah D adalah

  3 /4 p n

  L x x x dx

  lim |cos 2 | |cos 2 | = D =

  Â i

  1 = Ú

  || || P Æ /4 3 /4 p p x dx x dx

  cos 2 ( cos 2 ) = - +

  Ú Ú p /4 p /4 3 /4 p

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  = = - - - =

  • x x sin 2 sin 2 1 .

  2

  2

  2

  2

  2

  2 ( ) ( ) p /4 ( )

  • 2 £
    • 2,

  • 2 £
    • 2 pada selang

  • 2,2] berpotongan di titik (
  • 1,1) dan (2,4).
    • 2

  • 1,2] parabol terletak di bawah garis.
  • 1,1)
  • 2
  • 1 0
  • Æ

  2

  adalah L

  i

  , i = 1, 2, 3, 4, maka

  L

  1 = ( )

  2

  1

  beserta parabol dan garis pembatasnya. Jika luas daerah D

  (9 ) (7 )

  x x dx

  Ú

  L

  2 = ( )

  ( )

  1

  i

  4

  2

  y =

  1 4 6 .

  n i P

  

L x x x x x dx

x x dx x x dx

x x x x x x

  =

  = - + D = - + = - + + + - = - - + + - = - - + + - + + - - + - = + =

  Â Ú Ú Ú y

  9 (

  9

  , dan D

  2 (

  Ilustrasi Perhatikan daerah D

  1

  , D

  2

  , D

  3

  2

  2

  2 4 2 4

  7

  x dx x dx

  D

  1 D

  2 D

  4 y

  =

  D

  2

  3 y

  =

  5

  7

  5

  3 y

  = x

  4 9 ( )

  3

  1

  2

  (9 ) 5 (7 ) 5

  x dx x dx

  Ú Ú

  L

  3 = ( )

  ( )

  2

  2

  2

  3

  2

  (9 ) (4 ) 5 (4 )

  x x dx x dx

  Ú Ú

  L

  4 = ( )

  2

  2

  D D (

  Pada selang [-2,-1] parabol terletak di atas garis dan pada selang [

  Parabol y =

  x

  2

  dan garis y =

  x

  [

  Luas daerah D adalah

  x

  ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )

  2

  2

  2

  1

  2 || ||

  1

  x 2 x

  1

  2

  =

  Contoh

  Hitunglah luas daerah D yang dibatasi parabol y =

  x

  2

  ,

  x

  £ 2, garis y

  x

  2

  x

  £ 2, dan sumbu x.

  y Dx Dx

  4 (2,4) y = x

  2 y

  = x

  y = x

  2

  2

  2

  2

  8

  1

  1

  3

  2

  3

  3

  3

  1

  5

  1

  1

  6

  2

  3

  lim | ( 2)| | ( 2)| ( 2) ( 2)

  8

  1

  2

  3

  1

  1

  2

  1

  1

  

1

  1

  2

  1

  2

  3

  3

  2

  

2

  3

  2

  • 1,8)
  • x
  • x
  • 2,5) (2,5)
  • 3 -2 -1 0 1 2 3 x
  • >

    • 3

  y y cakram lingkaran Dx f tinggi (x)

  Dx, jari-jari f Dx Dx f

  D f (x) f (x)

  0 a x b x a x b

  0 x sb putar D {(x,y) | a x b , y f (x)} = £ £ £ £ diputar terhadap sumbu x.

  Dx volum cakram

  2 V f ( ) x x D = p D i a x b y f

  Jika f kontinu pada [a,b] dan daerah D {(x,y) | , (x)} dipu- = £ £ £ £ tar terhadap sumbu x, maka volum benda putar yang terjadi adalah

  b n

  2

  2 V f x x f x dx lim ( ) ( ) .

  = D = p p

  i Â

  1 = a Ú

  || || P Æ D x y x y x

  

Contoh Jika daerah ( , ) : 0 ,0 sin diputar terhadap

  = £ £ p £ £

  { } sumbu x, hitunglah volum benda putar yang terjadi. y

  Volum benda putar yang terjadi bilamana da-

  Dx

  erah D diputar terhadap sumbu x adalah

  1 n y sin x

  =

  2 V x x

  lim sin

  

D = p D

i

  1 Â

  = || || P Æ

  0 x p x p

  2 x dx

  sin = p

  Ú y p

  1

  1 x dx

  cos 2 = p -

  2

  2 x y sin Ú = ( ) p

  1

  1

  sin 2 = p

  • x x

  0 x

  2

  4 p x

  ( )

  1

  1

  2 .

  = ◊ p p = p

  4

  3 Contoh V r Buktikan volum bola berjari-jari a .

  > 0 adalah = p

  3 y

  Suatu cara untuk memperoleh bola berjari-jari a

  Dx a

  adalah daerah

  2 y a x

  =

  • 2

  2 D x y a x a y a x

  {( , )| ,0 } = - £ £ £ £

  • 2

  D diputar terhadap sumbu x. x a x

  • a 0

  Volum benda putarnya adalah volum bola yang

  y

  dicari, yaitu

  2 a n

  2

  2

  lim = D p

  • 2

  y a x = i

2 V a x x

  • =

  Â

  1 P || || Æ ( )

  2 a a

  2

  2

  2

  2 a x a x dx a x dx

  • a 0 x

  2 = p = p - -

  ( ) Ú Ú

  • a a

  

(

)

  1

  2

  4

  3

  3

  3 a x x a a

  • a

  2 2 . = p = p ◊ = p

  • 2

  3

  3

  3 ( )

  2 x x y

  

Contoh Jika daerah D {(x,y) | 2, 4} diputar terhadap sum-

  = £ £ £ £ bu y, hitunglah volum benda putar yang terjadi.

  2 y x x y

  Notasi D {(x,y) | 2, 4} berarti bah- = £ £ £ £ wa proyeksi D pada sumbu x adalah selang [0,2],

  y

  4 =

  2 4 (2,4) x

  batas bawahnya y dan batas atasnya y 4.

  = =

  y Dy

  Ubahlah daerah D dengan membuat proyeksinya

2 D

  y x =

  terhadap sumbu y, diperoleh

  D y x

  0 2 x D y

  {(x,y) | 4, = £ £ £ £ y }.

  Proyeksi pada sumbu adalah selang [0,2], ba-

  y y tas kirinya x 0 dan batas kanannya x .

  = =

  4 Volum benda putar yang terjadi bilamana daerah (

  • 2,4) (2,4)

  D

  diputar terhadap sumbu y adalah

  2

  2

  4 n y x

  = V y y y dy

  lim = p D = p

  i Â

  = 1 ( ) Ú

  P

|| || Æ

  4 2 x

  • 2 0

  1

  2 y (8 0) 8 .

  = p = p - = p

  2

  y y cincin lingkaran, tinggi Dx,

  Dx f jari-jari f (x) dan g(x).

  D Dx Dx f

  • f x g x ( ) ( )

  g f x

  ( ) g g x ( )

a

  0 a x b x 0 x x sb b putar

  D {(x,y) | a x b , g (x) y f (x)} = £ £ £ £

  Dx diputar terhadap sumbu x. volum cakram

  2 V f ( ) x g x ( ) x D = p ( ) D i a x b g y f

  • 2

  Jika f, g kontinu pada [a,b], dan daerah D {(x,y) | , (x) (x)} = £ £ £ £ diputar terhadap sumbu x, maka volum benda putar yang terjadi adalah

  b n

  2

  2

  2 V f x g x x f x g x dx lim ( ( ) ( ) ) ( ( ) ( ) ) .

  = p D = p

  • 2
  • =

  Â i

  1 Ú a

  P || || Æ

  D x x y Contoh Jika daerah {(x,y) |

  1 4, diputar terhadap sum- = £ £ £ £2 x } bu x, hitunglah volum benda putar yang terjadi.

  y Dx

  Daerah D dibatasi oleh kurva y = 2 x , garis x = 1, dan

  4 (4,4) y 2 x

  =

  garis y = x. Kurva y = 2 x dan garis y = x berpotongan

  y x =

  D di titik (0,0) dan (4,4).

  0 1 x 4 x

  Volum benda putar yang terjadi bilamana daerah D di-

  y

  putar terhadap sumbu y adalah

  4 (4,4)

n

  2 V x x x

  lim (2 ) = p D

  • 2

  1 P || || Æ

  ( ) Â i

=

  4

  4

  2

  2

  2 x x dx x x dx

  (2 ) (

  4 ) = p = p - -

  ( ) 1 x

  4 Ú Ú

  1

  1

  4

  

1

  64

  2

  3 x x

  2

  32 2 9 . = = - - + = p p p

  • 1

  

3

  3

  3 ( ) ( )

  1

  2 x y

  Contoh Jika daerah D yang berbentuk cakram lingkaran ( 2)

  1

  • 2
    • £ diputar terhadap sumbu y, hitunglah volum benda putar yang terjadi.

  y y

  1 y Dy

  D

  • 1 0 1 0 1

  2 3 x -3 3 x

  2

  2 x y x y

  = - -

  2 1 = + -

  2

1 Bentuk Donat

  2

  2 x y

  Cakram lingkaran ( 2)

  1

  • £ berpusat di (2,0), berjari-jari 1 satuan,

  

2

  2 x y

  dan batasnya adalah lingkaran ( 2)

  1

  • = . Batas sebelah kirinya ada-

  2

  2 x y x y

  lah fungsi

  2 1 dan sebelah kanannya adalah

  2 1 . = -

  = + - - Volum benda putar yang terjadi adalah

  

2

  2 n

  Ê ˆ

  2

  2 V y y y

  lim

  2

  1

  2

  1 = p - - + - - D

  Â i =

  1

  Á ˜

  P || || Æ

  ( ) ( )

  Ë ¯

  1

  2

  2

  1

  Ê ˆ

  2

  2

  2 y y dy y dy

  2

  1

  2 1 8 1 = p - - = p - - - +

  Á ˜

  Ú Ú

  1 ( ) ( )

  Ë ¯

  1

  1

  1

  2 y dy

  16

  1

  16 4 . = = ◊ = p p p p

  • 2

  4 Ú

  1

  1

  2

  • y t t

    Untuk menghitung 1 y dy , buatlah penggantian sin ,0 .

  = £ £ p

  2 Ú

  2

  2

  2

  

dy t dt y t t t

Akibatnya cos dan 1 1 sin cos cos . Batas in- = = = =

  1 y t y t tegralnya berubah, 1 dan = ¤ = p = ¤ = . Dari sini diperoleh

  2 1 p / 2 p / 2 1

  1

  2 y dy t t dt t dt

  

1 cos cos cos 2

= ◊ =

  2

  2 Ú Ú Ú

  ( )

  p / 2

  1 1 1 1

  1

  1

  • t t sin 2 .

  = = ◊ - ◊ = p p

  2 4 2 2

  4

  4

  y y y f kulit tabung

  Dx

  • x x x 0 a x b x
  • b b x sumbu putar

  Metode kulit tabung: sumbu putar x f (x)

  DV = 2 Dx p a x b y f

  Jika f kontinu pada [a,b] dan daerah D {(x,y) | , (x)} dipu- = £ £ £ £ tar terhadap sumbu y, maka volum benda putar yang terjadi adalah

  b n

V x f x x x f x dx

  lim 2 ( ) 2 ( ) . = p D = p

  i Â

  P || || Æ

  1 = a Ú

  Catatan Metode kulit tabung dapat digunakan untuk daerah D yang diba-

tasi kurva f dan g yang kontinu pada [a,b]. Jika f, g kontinu pada [a,b], dan

a x b g y f

  daerah D {(x,y) | , (x) (x)} diputar terhadap sumbu y, maka = £ £ £ £ volum benda putar yang terjadi adalah

  b n

V x f x g x x x f x g x dx

  lim 2 ( ) ( ) 2 ( ) ( ) = p D = p - -

  ( ) ( ) Â i

  =

  1 Ú a

  P || || Æ

  D x x y Contoh Jika daerah {(x,y) |

  1 4, diputar terhadap sum- = £ £ £ £2 x } bu y, hitunglah volum benda putar yang terjadi.

  y

  Volum benda putar yang terjadi adalah

  Dx 4 (4,4) n

  4

  y 2 x =

  V x x x x x x x dx

  lim

  2

  2

  2

  2 = p - D = p

  • 2

  Â i = 1 ( ) ( ) y x

  Ú = P

  1 D || || Æ

  4

  4

  

1

  3

  1

  4

  1

  3

  2

  3 x x x

  2 2 25

  21 7 . = = - + = - - p p p

  0 1 x 4 x

  5

  

3

  5

  3

  5

  3

  5 ( ) ( )

  1

  2 Contoh x x y

  Jika daerah D {(x,y) | 2, 4} diputar terhadap sumbu = £ £ £ £

  y , hitunglah volum benda putar yang terjadi dengan metode kulit tabung. y y

  Volum benda putar yang terjadi ada- lah

  y

  4 = 4 4 (2,4) n

  (

  • 2,4) (2,4)

  V x x x

  lim

  2

  4 = p ( ) D

  • 2

  i Â

  1 = P

  || || Æ

2 D

  2 y x

  = x y =

  2

  2

  1

  3

  2

  4 x x dx x x

  2 ( 4 )

  2

  2 = p = p - -

  4 Ú

  ( ) 2 x x 2 x -2 0 2 (8 4) 8 .

  = p - = p

  2

  x y Contoh Jika daerah D yang berbentuk cakram lingkaran ( 2)

  1

  • 2
    • £ diputar terhadap sumbu y, hitunglah volum benda putar yang terjadi.

  y y Dx

  1

  2 y x

  = - - 1 ( 2) D x

  0 1 3 x

2 -3 3 x -1 0 1

  2 y 1 ( x 2)

  =- - -

  2

  2 x y

  Cakram lingkaran ( 2)

  1 £ berpusat di (2,0), berjari-jari 1 satuan,

  

2

  2

x y

  dan batasnya adalah lingkaran ( 2)

  1 = . Batas sebelah atasnya ada- - +

  2

  2 y x y x lah fungsi 1 ( 2) dan sebelah bawahnya adalah 1 ( 2) .

  = - - = - - -

  Volum benda putar yang terjadi dengan metode kulit tabung adalah

  3 n

  2

  2 V x x x x x x dx

  lim 2 1 ( 2) 1 ( 2) 4 1 ( 2) = - - - - D = - - p p

  • 2

  i Â

  =

  1 Ú

  P 1 || ||

  Æ ( )

  1

  2 u u du u x du dx x u x u

  4 2 1 ; 2, , 2, 1

  3

  1

  1 = p = - = = + £ £ ¤- £ £ - +

  ( ) Ú

  • 1

  1

  1

  1

  1

  2

  2

  2

  2 u u du u du u du

  4

  1

  8 1 0 16

  1

  16 4 . = p p = + p = p p ◊ = p - + - -

  4 Ú 1 Ú

1 Ú

  

Metode Cakram Metode Cincin

y y irisan sejajar f irisan sejajar

  ^ sb-x ^ sb-x f g

  0 a x b x 0 a x b x

  • g
  • f

  bidang yang bidang yang ^ sb-x -f ^ sb-x

  Pada metode cakram, irisan sejajar benda putar dengan bidang yang te- gak lurus sumbu x selalu berbentuk cakram lingkaran. Untuk x [a,b] Œ

  2 L L x f x luasnya merupakan fungsi kontinu dari x, yaitu ( ) ( ) .

  D = = p metode cincin, irisan sejajar benda putar dengan bidang yang tegak Pada

  x x

  lurus sumbu selalu berbentuk cincin lingkaran. Untuk [a,b] luasnya Œ

  2 L L x f x g x merupakan fungsi kontinu dari x, yaitu ( ) ( ( ) ( ) ) .

  D = = p Volum benda putar untuk kedua metode ini adalah

  • 2

  b n

  V L x x L x dx

  lim ( ) ( ) , = D =

  i Â

  = 1 a Ú

  P || || Æ

  2

  2 L x f x L x f x g x dengan penampangnya ( ) ( ) atau ( ) ( ) ( ) .

  • 2

  = = ( ) p p Gagasan metode irisan sejajar adalah perumuman kedua metode ini un- tuk benda padat di antara dua bidang yang tegak lurus sumbu x.

  Luas irisan sejajar Metode irisan sejajar Suatu benda padat terle- adalah L(x)

  tak antara dua bidang yang tegak lurus sumbu-x

  bidang a b

  dari ke . Jika luas irisan sejajar benda dengan

  ^ sb-x L (x)

  bidang tegak lurus sumbu x adalah L(x) dan L

  sb-x

  kontinu pada [a,b], maka volume benda padat

  a

  tersebut adalah

  x x a b

  = n b

  V L x x L x dx lim ( ) ( ) .

  = D =

  Â i =

  1 Ú a

  P || || Æ

  Contoh Alas suatu benda padat adalah cakram lingkaran berjari-jari a 0.

  > Jika irisan sejajar antara bidang yang tegak lurus garis tengah tetap selalu berbentuk persegi, hitunglah volum benda padat tersebut.

  2

  2

  2 benda padat x y a Persamaan lingkarannya adalah .

  • =

  C

  Irisan benda padat dengan bidang yang tegak

  y D

  lurus sumbu x pada selang [

  • a,a] berbentuk

  x = -a

  ABCD A B

  persegi . Jika (x, dan (x,y), maka

  • y)

  B (x,y) x =

  2 A (x,

  • y)

  AB y a x

  sisi persegi adalah

  2 2 , se- = =

  • 2

  2 x a x = a x hingga luas ABCD adalah L(x) 4( ) .

  = Karena L kontinu pada [

  • 2
  • a,a], maka volum

  y a benda padatnya adalah a

  B(x,y) n

  2

  2

  2

  2 V a x x a x dx

  2 2 lim 4( ) 4( )

  = D = - -

  = =

  • y a x

  Â i

  Ú P

  • 1 a

  || ||

Æ

a

a

  • a a x x

  1

  2

  2

  2

  3 a x dx a x x

  8 ( )

  8 = = - -

  3 Ú

  ( )

  • a

  A(x,

  • y)

  1

  1

  3

  3

  • a

  a a a

  8 5 . = =

  • 3

  3

  3 ( )

  D x y y x y Contoh Alas suatu benda padat adalah {( , ) |0 1,0 2 1 } = £ £ £ £ - . y

  Jika irisan sejajar dengan bidang yang tegak lurus sumbu selalu berbentuk cakram setengah lingkaran, tentukan volum benda padat tersebut.

  y

  Irisan sejajar yang berbentuk cakram setengah

  1 =

  • x 2 1 y

  lingkaran untuk y di antara 0 dan 1 berdiameter

  y diameter

  2 1 y

  • , sehingga jari-jarinya 1 y - . Luas ca-

  lingkaran

  2

  1

  1 0 2 x

  L y y y

  ( ) 1 (1 ) kramnya adalah = = - . p p -

  2 y

  Karena L kontinu pada [0,1], maka volum ben-

  benda padat

  2 ( )

  da padatnya adalah

  1

  1 n

  1

  1 V y y y dy

  lim (1 ) (1 ) = p - D = p

  • 2 =

  i  1 2

  Ú P

  || || Æ 0 cakram 2 x

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  2 setengah y y 1 .

  = p = p = p - -

  2

  2

  2

  2

  4 lingkaran

  Pusat Massa Batang Dx i m 2 m

  3 O m 1 m m O L i n x

  2 x 3 x 1 x i x n x x i c i x i x n x

  • 1

  ,

  1 Sistem partikel pada suatu garis terdiri dari n partikel dengan massa m m m x x

  , yang terletak di titik x , , , . Massa, momen terhadap ti-

  2 º, n

  1 2 º n tik asal O, dan pusat massanya ditentukan sebagai berikut. h m m m

  Massa adalah M =

  1

  2 º n m x m x m x h Momen terhadap O adalah M

  = º n n + + +

  

1

  1

  2

  2 M x h Titik pusat massa adalah .

  =

  M

  Sebuah batang horisontal tak homogen panjangnya L terletak di antara

  x L

  0 dan x . Jika rapat massa di setiap titik pada batang adalah (x), = = r dengan r kontinu pada [0,L], akan ditentukan pusat massa batang.

  i ,x i ] selang bagian ke-i dan pan-

  • 1

  Buatlah partisi untuk [0,L] dengan [x jangnya . Jika c adalah titik tengah [x ,x ] dan rapat massanya pada Dx i i i i

  • 1

  selang bagian ini konstan sebesar (c ), maka massanya (c ) r i Dm i = r i Dx i dan pusat massanya di c . Batang ini dipandang sebagai sistem n partikel

  i c c

  dengan massa , , , di c , , , yang massa, momen ter- Dm

  1 Dm 2 º Dm n

  1 2 º n hadap titik O, dan pusat massanya ditentukan seperti di atas.

  batang tak homogen yang panjangnya L dengan rapat massa (x), r Untuk r kontinu pada [0,L], pusat massanya ditentukan sebagai berikut.

  L n h M c x x dx Massa batang adalah lim ( ) ( ) .

  = r D = r

  i i i

 =

  1 Ú

  P || || Æ

  L n M c c x x x dx

h Momen terhadap O adalah lim ( ) ( ) .

  = D =

  i r i i r i Â

  =

  1 Ú

  

P

|| ||

Æ

  M h

x

Titik pusat massa batang adalah .

  =

  

Contoh Tentukan pusat massa batang tak homogen yang panjangnya 4 sa-

  tuan dan rapat massa di setiap titik x yang jaraknya x satuan dari ujung kiri batang adalah (x) r = 6x + 4.

  Massa batang adalah

  4 n

  4

  2 M c x x dx x x

  lim

  6

  4

  6

  4

  3 4 48 16 64 . = + D = = = = + + +

  i i ( )

  ( ) i

  Â = (

  1 )

  P Ú || || Æ

  Momen terhadap O adalah

  4

  4 n

  2 M c c x x x dx x x dx

  lim

  6

  4

  6

  4

  6

  4 = + D = = + +

  i i i ( )

  ( ) i

  Â

  Ú Ú || || P Æ

  1 = ( )

  4

  3

  2 x x

  2 2 128 32 160. = = =

  ( ) M

  160

  1 x 2 .

  = = = Titik pusat massa batang adalah

  M

  64

  2

  1 Jadi titik pusat massa batang terletak 2 satuan dari ujung kiri batang.

  2 Pusat Massa Keping Datar y

  partikel pada suatu bidang terdiri dari Sistem

  m

  2 n m m

  partikel dengan massa m , , , yang

  1 2 º n (x 2 ,y 2 ) y 1 m

  1 m 3 (x 1 ,y 1 ) ( x ( x ( x terletak di titik ,y ), ,y ) , , ,y ).

  1

  1

  2 2 º n n (x 3 ,y 3 )

  Massa, momen terhadap titik asal O, dan pu- sat massanya ditentukan sebagai berikut.

  0 x x

  1 m m h m m m

  4 n Massa adalah M

  =

  1