• Tidak ada hasil yang ditemukan

Dokumen Tentang MATEMATIKA

N/A
N/A
Windy Novitasari

Academic year: 2023

Membagikan "Dokumen Tentang MATEMATIKA"

Copied!
26
0
0

Teks penuh

(1)

BAB II PEMBAHASAN

A. Integral Lipat Dua dalam Koordinat Polar

1. 0𝜋/2 0cos 𝜃

𝑟

2

sin 𝜃 𝑑𝑟 𝑑𝜃 Penyelesaian:

𝑟

2

sin 𝜃 𝑑𝑟 𝑑𝜃 = 1

3 𝑟

3

sin 𝜃

𝑟=0 cos 𝜃

𝑑𝜃

𝜋/2 0 cos 𝜃

0 𝜋/2 0

= 1

3 𝑐𝑜𝑠

3

𝜃 sin 𝜃 𝑑𝜃 − 0

𝜋/2 0

= 1

3

𝜋/2

𝑐𝑜𝑠

3

𝜃 sin 𝜃 𝑑𝜃

0

= − 𝑐𝑜𝑠

4

𝜃 12

𝑟=0

𝜋/2

= − 𝑐𝑜𝑠

4

𝜋 2

12 − − 𝑐𝑜𝑠

4

(0) 12

= 1 12 ∎

2.

0𝜋 01− cos 𝜃

𝑟 sin 𝜃 𝑑𝑟 𝑑𝜃 Penyelesaian:

𝑟 sin 𝜃 𝑑𝑟 𝑑𝜃

1− cos 𝜃 0 𝜋 0

= 1

2 𝑟

2

sin 𝜃

𝑟= 0 1− cos 𝜃

𝑑𝜃

𝜋 0

= (1 − cos 𝜃)

2

sin 𝜃

2 − 0

2

sin 𝜃 2 𝑑𝜃

𝜋 0

= sin 𝜃 − sin 2𝜃 + cos 𝜃

2

sin 𝜃

2 𝑑𝜃

𝜋 0

= 1

2 sin 𝜃 − sin 2𝜃 + cos 𝜃

2

sin 𝜃 𝑑𝜃

𝜋 0

= 1

2 sin 𝜃 𝑑𝜃 − sin 2𝜃 𝑑𝜃 + cos 𝜃

2

sin 𝜃 𝑑𝜃

= 1

2 − cos 𝜃 + cos 2𝜃

2 − cos 𝜃

3

2

(2)

= − cos 𝜃

2 + cos 2𝜃

4 − cos 𝜃

3

6

0

𝜋

= −cos 𝜋

2 +cos 2𝜋

4 cos 𝜋3

6 − −cos 0

2 +cos 2(0)

4 cos(0)3 6

= 1 2 + 1

4 − 1

6 − − 1 2 + 1

4 − 1 6

= 6 + 3 + 2 − (−6 + 3 − 2

12

= 16 12

= 3 4 ∎

Carilah luas daerah yg diberikan dengan 𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝐴.

3.

S adalah daerah di dalam lingkarang r = 4 cos 𝜃 dan di luar lingkaran r = 2 Penyelesaian:

r = 2

r = 4 cos 𝜃𝑟

2

= 4𝑟 cos 𝜃

𝑥

2

+ 𝑦

2

= 4𝑥 𝑥

2

− 4𝑥 + 𝑦

2

= 0 𝑥

2

− 4𝑥 + 4 + 𝑦

2

= 4

𝑥 − 2

2

+ 𝑦

2

= 4

2 𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝜃 = 2 1

2 𝑟

2

2 4 cos 𝜃

𝑑𝜃

𝜋/3 0 4 cos 𝜃

2 𝜋/3 0

= 2 1

2 (4 cos 𝜃)

2

− 1

2 2

2

𝑑𝜃

𝜋/3 0

= 2 1

2 (4 cos 𝜃)

2

− 2 𝑑𝜃

𝜋/3 0

= 2 8

𝜋3

0

cos(𝜃)

2

𝑑𝜃 − 2𝑑𝜃

𝜋3

0

= 2 8 cos

𝜋/3 0

(𝜃)

2

𝑑𝜃 − 2𝑑𝜃

𝜋/3 0

= 2 8 1 + cos 2𝜃

2 𝑑𝜃 − 2𝑑𝜃

𝜋/3 0 𝜋/3

0

(3)

= 2 8 . 1

2 1 + cos 2𝜃 𝑑𝜃 − 2𝑑𝜃

𝜋/3 0 𝜋/3

0

= 2 4 𝜃 + 2 sin 2𝜃 − 2 𝜃

0𝜋/3

= 2 2 𝜃 + 2 sin 2𝜃

0𝜋/3

= 2 (2 𝜋

3 + 2 sin 2𝜋

3 ) − (2 sin 0)

= 2 ( 2𝜋

3 + 2 3 2 )

= 2 2𝜋

3 + 3 ∎

4.

S adalah daerah di dalam kardiodida r = 6 – 6 sin 𝜃.

Penyelesaian:

𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝜃

6−6 sin 𝜃 0

2𝜋 0

= 1 2 𝑟

2

0 6−sin 𝜃

𝑑𝜃

2𝜋 0

= 1

2 6 − sin 𝜃

2

𝑑𝜃

2𝜋 0

= 1

2 36 𝑑𝜃

2𝜋 0

− 72 sin 𝜃 𝑑𝜃 + 36 sin 𝜃

2

𝑑𝜃

2𝜋 0 2𝜋

0

= 1

2 36 𝜃 + 72 cos 𝜃 + 18 𝜃 − 9 sin 2𝜃

0 2𝜋

= 1

2 54 𝜃 + 72 cos 𝜃 − 9 sin 2𝜃

0 2𝜋

= 27 𝜃 + 36 cos 𝜃 − 9 sin 2𝜃 2

0 2𝜋

= 27 (2𝜋) + 36 (1) −9(0) − (36 (1))

= 54𝜋 ∎

5.

𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝜃

0𝜋4 02

Penyelesaian:

𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝜃

2

0 𝜋4

0

= 1 2 𝑟

2

𝜋4

0

𝑑𝜃

= 1 2 (2)

2

𝜋4

0

𝑑𝜃

(4)

= 2

𝜋4

0

𝑑𝜃

= 2𝜃

0𝜋/4

= 2𝜋 4 − 0

= 𝜋 2 ∎

6. 0𝜋/2 0cos 𝜃

𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝜃 Penyelesaian:

𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝜃

cos 𝜃 0 𝜋/2 0

= 1

2 𝑟

2

0 cos 𝜃

𝑑𝜃

𝜋/2 0

= 1

2 𝑐𝑜𝑠

2

𝜃 𝑑𝜃

𝜋2

0

= 1 2 ( 1

2 + 1

2 cos 2𝜃)

𝜋/2 0

𝑑𝜃

= 1 2

1 2 + 1

2 cos 2𝜃 𝑑𝜃

𝜋/2 0

= 1 2

1

2 + cos 2𝜃 2

𝜋2

0

𝑑𝜃

= 1 2 1

2 𝑑𝜃 + cos 2𝜃 2 𝑑𝜃

= 1 2

1

2 𝜃 + sin 2𝜃 4

= 1

4 𝜃 + sin⁡(2𝜃)

8

0

𝜋/2

= 1 4 × 𝜋

2 + 𝑠𝑖𝑛 2 × 𝜋 2 8 − 1

4 × 0 + 𝑠𝑖𝑛 2 × 0

8

= 𝜋

8 ∎

(5)

7.

𝑒

𝑥2+𝑦2

𝑑𝐴, dengan S adalah daerah yang dikurung oleh 𝑥

2

+ 𝑦

2

= 4.

Penyelesaian:

B. Penerapan Integral Lipat Dua

Dalam soal-soal 1-10, carilah massa m dan pusat massa (𝑥 , 𝑦 ) dari lamina yang dibatasi oleh kurva-kurva yang diberikan dan dengan kerapatan yang ditunjukkan.

1. 𝑥 = 0, 𝑥 = 4, 𝑦 = 0, 𝑦 = 3; 𝛿 𝑥, 𝑦 = 𝑦 + 1

Penyelesaian:

Massa m

𝒎 = (𝒚 + 𝟏)

𝟒 𝟎

𝒅𝒙𝒅𝒚

𝟑 𝟎

𝑚 = 𝑦 + 1

4

0 𝑑𝑥 𝑑𝑦

3 0

Penjabaran:

𝑦 + 1

4

0 𝑑𝑥 = 𝑥 𝑦 + 1 04= 4 𝑦 + 1 − 0 = 4(𝑦 + 1) Jadi,

𝑚 = 𝑦 + 1 4

0 𝑑𝑥 𝑑𝑦

3 0

= 4 𝑦 + 1 𝑑𝑦

3

0

= 4 𝑦 + 1 𝑑𝑦

3

0

= 4 𝑦𝑑𝑦

3 0

+ 1𝑑𝑦

3 0

(6)

= 4 𝑦2 2 0

3

+ 1. 𝑦 03

= 4 32

2 + 1.3

= 4 9

2 + 3

= 4 15 2

= 𝟑𝟎

pusat massa 𝑥 , 𝑦

𝑥 , 𝑦 = 𝑚𝑦 𝑚 ,𝑚𝑥

𝑚 𝒎𝒚 = 𝒙(𝒚 + 𝟏)𝟒

𝟎

𝒅𝒙𝒅𝒚

𝟑 𝟎

𝑚𝑦 = 𝑥 𝑦 + 1 4

0 𝑑𝑥 𝑑𝑦

3 0

= (𝑦 + 1) 𝑥𝑑𝑥

4 0

𝑑𝑦

3 0

Penjabaran:

(𝑦 + 1) 𝑥𝑑𝑥

4 0

= 𝑦 + 1 𝑥2 2 0

4

= 𝑦 + 1 (8) Jadi,

𝑚𝑦 = 𝑥 𝑦 + 1 4

0 𝑑𝑥 𝑑𝑦

3 0

= 𝑦 + 1 8𝑑𝑦

3 0

= 8 1𝑑𝑦3

0

+ 𝑦𝑑𝑦3

0

= 8 1. 𝑦 03+ 𝑦2 2 0

3

= 8 1.3 + 32 2

= 8 3 + 9 2

= 8 15 2

= 𝟔𝟎

(7)

𝒎𝒙= 𝒚(𝒚 + 𝟏)𝟒

𝟎

𝒅𝒙𝒅𝒚

𝟑 𝟎

𝑚𝑥 = 𝑦 𝑦 + 1

4

0 𝑑𝑥 𝑑𝑦

3 0

= 𝑥𝑦 𝑦 + 1 04𝑑𝑦

3 0

Penjabaran:

𝑥𝑦 𝑦 + 1 04 = 4𝑦 𝑦 + 1 Jadi,

𝑚𝑥 = 𝑦 𝑦 + 1 4

0 𝑑𝑥 𝑑𝑦

3 0

= 4𝑦 𝑦 + 1 𝑑𝑦

3 0

= 4 𝑦(𝑦 + 1)𝑑𝑦3

0

= 4 𝑦2𝑑𝑦

3 0

+ 𝑦𝑑𝑦

3 0

= 4 𝑦3 3 0

3

+ 𝑦2 2 0

3

= 4 33 3 + 32

2

= 4 9 + 9 2

= 4 27 2

= 𝟓𝟒 pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝑥 , 𝑦 = 60 30,54

30 𝑥 , 𝑦 = 2, 1.8

(8)

2. 𝒚 =𝟏𝒙, 𝒚 = 𝒙, 𝒚 = 𝟎, 𝒙 = 𝟐; 𝜹 𝒙, 𝒚 = 𝒙

Massa m:

𝒎 = 𝒙 𝒅𝒚 𝒅𝒙 + 𝒙𝟏 𝒙

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏 𝒙

𝟎 𝟏 𝟎

 𝑥 𝑑𝑦 = [𝑥𝑦]0𝑥 0𝑥 = 𝑥2− 0 =𝑥2 𝒎 = 𝒙𝟐𝒅𝒙

𝟏 𝟎

+ 𝒙𝟏 𝒙

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏

 𝑥01 2𝑑𝑥= 𝑥33

0

1= 13− 0 =13

𝒎 =𝟏

𝟑+ 𝒙𝟏 𝒙

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏

01 𝑥𝑥 𝑑𝑦 = [𝑥𝑦]01 𝑥 = 𝑥1𝑥− 0 = 1 − 0 = 1 𝒎 =𝟏

𝟑+ 𝟏 𝒅𝒙𝟐

𝟏

 1 𝑑𝑥12 = 1 . 𝑥 12= 2 − 1 = 1

𝒎 =𝟏

𝟑+ 𝟏 =𝟒 𝟑 pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝒎𝒚 𝒎 ,𝒎𝒙

𝒎 𝒎𝒚 = 𝒙𝟐 𝒅𝒚 𝒅𝒙 + 𝒙𝟏 𝒙 𝟐

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏 𝒙

𝟎 𝟏 𝟎

 𝑥0𝑥 2𝑑𝑦 = [𝑥2𝑦]0𝑥 = 𝑥3− 0 = 𝑥3 𝒎𝒚= 𝒙𝟏 𝟑𝒅𝒙

𝟎

+ 𝒙𝟏 𝒙 𝟐

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏

 𝑥01 3𝑑𝑥 = 𝑥44

0

1= 14− 0 =14

(9)

𝒎𝒚 =𝟏

𝟒+ 𝒙𝟏 𝒙 𝟐

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏

01 𝑥𝑥2 𝑑𝑦 = [𝑥2𝑦]01 𝑥 = 𝑥2 1𝑥 − 0 = 𝑥 𝒎𝒚=𝟏

𝟒+ 𝒙 𝒅𝒙𝟐

𝟏

 𝑥 𝑑𝑥12 = 𝑥22

1

2= 4212 =32

𝒎𝒚 =𝟏 𝟒+𝟑

𝟐=𝟕 𝟒

𝒎𝒙 = 𝒙𝒚 𝒅𝒚 𝒅𝒙 + 𝒙𝒚𝟏 𝒙

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏 𝒙

𝟎 𝟏 𝟎

 𝑥𝑦0𝑥 𝑑𝑦 = 𝑥 𝑦0𝑥 𝑑𝑦 = 𝑥 𝑦22

0

𝑥 = 𝑥 𝑥22− 0 =𝑥23

𝒎𝒙 = 𝒙𝟑 𝟐

𝟏 𝟎

𝒅𝒙 + 𝒙𝒚𝟏 𝒙

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏

𝑥3

2 1

0 𝑑𝑥 =1

2 𝑥01 3𝑑𝑥 =1

2 𝑥4

4 0 1 =1

2 14

4 − 0 =12 .1

4=1

8

𝒎𝒙=𝟏

𝟖+ 𝒙𝒚𝟏 𝒙

𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝟐 𝟏

01 𝑥𝑥𝑦𝑑𝑦 = 𝑥 01 𝑥𝑦𝑑𝑦 = 𝑥 𝑦22

0

1 𝑥 = 𝑥 1 𝑥

2

2 − 0 = 𝑥

1 𝑥2

2 = 𝑥 1

2𝑥2= 1

2𝑥

𝒎𝒙 =𝟏

𝟖+ 𝟏 𝟐𝒙 𝒅𝒙

𝟐 𝟏

1

2𝑥 𝑑𝑥

2

1 =12 12𝑥1 𝑑𝑥=12[𝑙𝑛 𝑥 ]12=12 𝑙𝑛 2 − 0 =12𝑙𝑛 2 𝒎𝒙=𝟏

𝟖+𝟏 𝟐𝒍𝒏 𝟐 pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝒎𝒚 𝒎 ,𝒎𝒙

𝒎 𝒙 , 𝒚 =

𝟕𝟒 𝟒𝟑 ,

𝟏𝟖 +𝟏 𝟐 𝒍𝒏 𝟐

𝟒𝟑

(10)

3. 𝒓 =

𝟐 𝒔𝒊𝒏 𝜽

; 𝜹 𝒓, 𝜽 =

𝒓

Penyelesaian:

𝒎 = 𝒓 𝒓 𝒅𝒓 𝒅𝜽

𝟐 𝐬𝐢𝐧 𝜽 𝟎 𝟐 𝟎

02 sin 𝜃𝑟 𝑟 𝑑𝑟 = 02 sin 𝜃𝑟2 𝑑𝑟 = 𝑟3

3 0 2 sin 𝜃

= 2 sin 𝜃3 3− 0 =8𝑠𝑖𝑛33(𝜃) 𝒎 = 𝟖𝒔𝒊𝒏𝟑(𝜽)

𝟑

𝟐

𝟎 𝒅𝜽

8𝑠𝑖𝑛3(𝜃)

3 2

0 𝑑𝜃 =8

3 𝑠𝑖𝑛02 3 𝜃 𝑑𝜃 =83 𝑠𝑖𝑛02 2(𝜃)𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑑𝜃

8

3 1 − 𝑐𝑜𝑠02 2(𝜃)𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑑𝜃 =8

3 −1 + 𝑢2𝑑𝑢 =8

3(− 𝑐𝑜𝑠 (2)1 −1 + 𝑢2𝑑𝑢

𝑐𝑜𝑠 (2) 1

8

3(−(− co s 2 1 1𝑑𝑢 + co s 2 1 𝑢2𝑑𝑢) )

 1𝑑𝑢 = 1 − cos⁡(2)] + [ co s 2 1 𝑢2𝑑𝑢=1−𝑐𝑜𝑠3 2

3 1

co s 2

8

3 − − 1 − cos(2) +1−𝑐𝑜𝑠33 2 = −8(−𝑐𝑜𝑠3 2 +3𝑐𝑜𝑠 2 −2

9

𝒎 = −𝟖(−𝒄𝒐𝒔𝟑 𝟐 + 𝟑𝒄𝒐𝒔 𝟐 − 𝟐

𝟗 =𝟑𝟐

𝟗 pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝒎𝒚 𝒎 ,𝒎𝒙

𝒎

𝒎𝒙 = 𝟐 𝐬𝐢𝐧 𝜽 𝒓 𝒔𝒊𝒏 𝜽 𝒓 𝒓 𝒅𝒓 𝒅𝜽

𝟎 𝟐 𝟎

02 sin 𝜃 𝑟 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑟 𝑟 𝑑𝑟= 𝑠𝑖𝑛 𝜃 02 sin 𝜃𝑟3 𝑑𝑟 = 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑟44

0 2 sin 𝜃

= 𝑠𝑖𝑛 𝜃 4𝑠𝑖𝑛4 𝜃 = 4𝑠𝑖𝑛5(𝜃)

𝒎𝒙= 𝟒𝒔𝒊𝒏𝟐 𝟓(𝜽)𝒅

𝟎

𝜽

 4 𝑠𝑖𝑛02 5 𝜃 𝑑𝜃 = 4 𝑠𝑖𝑛02 4 𝜃 si n 𝜃 𝑑𝜃 = 4 1 − 𝑐𝑜𝑠02 2 𝜃 2(sin⁡(𝜃)𝑑𝜃

 1 − 𝑐𝑜𝑠02 2 𝜃 2(sin⁡(𝜃)𝑑𝜃 = 1 − 𝑢2 2𝑠𝑖𝑛 𝜃 − 1

si n 𝜃 𝑑𝑢

 −1 + 2𝑢2− 𝑢4𝑑𝑢 = 4 1𝑐𝑜𝑠 (2)−1 + 2𝑢2− 𝑢4𝑑𝑢= 4 𝑐𝑜𝑠 (2)1 −1 + 2𝑢2− 𝑢4𝑑𝑢

(11)

 4 − − co s 2 1 −1𝑑𝑢 + co s 2 1 2𝑢2𝑑𝑢− co s 2 1 𝑢4𝑑𝑢

 4 − − 1 − 𝑐𝑜𝑠 2 +2 1−𝑐𝑜𝑠3 3 2 1−𝑐𝑜𝑠5 2

5

 −4 −1 + 𝑐𝑜𝑠 2 +3𝑐𝑜𝑠5 2 −10𝑐𝑜𝑠3 2 +7

15

𝒎𝒙 = −𝟒 −𝟏 + 𝒄𝒐𝒔 𝟐 +𝟑𝒄𝒐𝒔𝟓 𝟐 − 𝟏𝟎𝒄𝒐𝒔𝟑 𝟐 + 𝟕

𝟏𝟓 =𝟔𝟒

𝟏𝟓 𝒎𝒚= 𝟎

pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝒎𝒚 𝒎 ,𝒎𝒙

𝒎 𝒙 , 𝒚 = 𝟎

𝟑𝟐𝟗 ,

𝟔𝟒𝟏𝟓 𝟑𝟐𝟗

= (𝟎, 𝟏. 𝟐)

4. 𝒓 = 𝟐 + 𝟐 𝐜𝐨𝐬 𝜽; 𝜹 𝒓, 𝜽 = 𝒓

Penyelesaian:

𝒎 = 𝟐+𝟐 𝐜𝐨𝐬 𝜽𝒓𝒓𝒅𝒓𝒅𝜽

𝟎 𝟐𝒙 𝟎

02+2 cos 𝜃𝑟𝑟𝑑𝑟= 𝑟33

0 2+2 𝑐𝑜𝑠𝜃

=1

3 8 + 24𝑐𝑜𝑠 𝜃 + 24𝑐𝑜𝑠2𝜃 + 8𝑐𝑜𝑠3𝜃 𝒎 = 𝟏

𝟑 𝟖 + 𝟐𝟒𝒄𝒐𝒔 𝜽 + 𝟐𝟒𝒄𝒐𝒔𝟐𝜽 + 𝟖𝒄𝒐𝒔𝟑𝜽 𝒅𝜽

𝟐𝒙 𝟎

1

3 0 + 24𝜋 + 16𝜋 =40𝜋

3

pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝒎𝒚 𝒎 ,𝒎𝒙

𝒎

𝒎𝒚= 𝒓 𝒓𝒄𝒐𝒔𝜽 𝒓𝒅𝒓𝒅𝜽

𝟐+𝟐 𝐜𝐨𝐬 𝜽 𝟎

𝟐𝒙 𝟎

𝟎𝟐+𝟐 𝐜𝐨𝐬 𝜽𝒓 𝒓𝒄𝒐𝒔𝜽 𝒓𝒅𝒓 = 𝟏

𝟒𝒓𝟒𝒄𝒐𝒔𝜽

𝟎 𝟐+𝟐𝒄𝒐𝒔𝜽

= 𝟏𝟒(𝟐 + 𝟐𝒄𝒐𝒔𝜽)𝟒𝒄𝒐𝒔𝜽 𝒎𝒚= 𝟏

𝟒(𝟐 + 𝟐𝒄𝒐𝒔𝜽)𝟒𝒄𝒐𝒔𝜽 𝒅𝜽

𝟐𝒙 𝟎

= 𝟐𝟖𝝅

(12)

𝒎𝒙= 𝟎 pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝟐𝟖𝝅 40𝜋3

, 𝟎 40𝜋3

= 𝟐𝟏 𝟏𝟎, 𝟎

5. Persegi dengan titik sudut 𝟎, 𝟎 , 𝟎, 𝒂 , 𝒂, 𝒂 , 𝒂, 𝟎 ; 𝜹 𝒙, 𝒚 = 𝒙 + 𝒚

Penyelesaian:

𝐼𝑥 = (𝑥 + 𝑦)𝑦𝑎 2

0 𝑎 0

𝑑𝑥𝑑𝑦

 𝑥 + 𝑦 𝑦0𝑎 2𝑑𝑥 = 𝑦2 𝑦 + 𝑥0𝑎 𝑑𝑥 = 𝑦2

 𝑦𝑑𝑥 + 𝑥0𝑎 0𝑎 𝑑𝑥 =𝑦2 𝑎𝑦 +𝑎2

2

𝐼𝑥 = 𝑦2 𝑎𝑦 +𝑎2 2

𝑎 0

𝑑𝑦

 𝑎𝑦0𝑎 3 𝑎𝑦 +𝑎22𝑦2 𝑑𝑦 = 𝑎𝑦0𝑎 3+ 0𝑎𝑎22𝑦2𝑑𝑦 = 𝑎45+𝑎65 = 125 𝑎5 𝐼𝑦 = (𝑥 + 𝑦)𝑦𝑎 2

0 𝑎 0

𝑑𝑥𝑑𝑦

 𝑥 + 𝑦 𝑦0𝑎 2𝑑𝑥 = 𝑦2 𝑦 + 𝑥0𝑎 𝑑𝑥 = 𝑦2

 𝑦𝑑𝑥 + 𝑥0𝑎 0𝑎 𝑑𝑥 =𝑦2 𝑎𝑦 +𝑎2

2

𝐼𝑦 = 𝑦2 𝑎𝑦 +𝑎2 2

𝑎 0

𝑑𝑦

 𝑎𝑦3 𝑎𝑦 +𝑎2𝑦2

2 𝑎

0 𝑑𝑦 = 𝑎𝑦0𝑎 3+ 𝑎2𝑦2

2 𝑎

0 𝑑𝑦 = 𝑎45+𝑎5

6 = 5

12 𝑎5 𝐼𝑧 = (𝑥 + 𝑦)𝑦2

𝑎 0 𝑎 0

𝑑𝑥𝑑𝑦

(13)

Dalam soal-soal 15-20 diberikan integral berulang dalam koordinat persegi panjang atau polar.

Integral lipat dua itu memberi massa suatu lamina R. sketsakan lamina R dan tentukan kerapatan. Kemudian carilah massa dan pusat massa.

6. 𝒌𝒚 𝒅𝒚 𝒅𝒙𝟎𝟏 𝒙𝟐

Penyelesaian:

𝒎 = 𝒌𝒚𝟐

𝒙 𝟏 𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

 [01 𝑘2𝑦2]𝑥2𝑑𝑥 = 01𝑘2 4 − 𝑥2 𝑑𝑥 = 2𝑘 −01 𝑘𝑥22𝑑𝑥 𝒎 = 𝟐𝒌 −𝒌𝒙𝟐

𝟐

𝟏

𝟎 𝒅𝒙

 2𝑘𝑥 −𝑘𝑥3

6 0

1 = 2𝑘 1 −𝑘 1 3

6 = 2𝑘 −𝑘

6

𝒎 = 𝟐𝒌 −𝒌

𝟔=𝟏𝟐𝒌 − 𝒌

𝟔 =𝟏𝟏

𝟔 𝒌 pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝒎𝒚 𝒎 ,𝒎𝒙

𝒎 𝒎𝒙 = 𝒌𝒚𝟐

𝒙 𝟏 𝟐 𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

𝑘3𝑦3

𝑥 1 2

0 𝑑𝑥 = 01𝑘3(8 − 𝑥3)𝑑𝑥 = 8𝑘3𝑘𝑥3

3 1

0 𝑑𝑥

𝒎𝒙= 𝟖𝒌 𝟑 −𝒌𝒙𝟑

𝟑

𝟏 𝟎

𝒅𝒙

8𝑘𝑥

3𝑘𝑥4

12 0

1 =8𝑘 1

3𝑘 1 4

12 =8𝑘

3𝑘

12

𝒎𝒙=𝟖𝒌 𝟑 − 𝒌

𝟏𝟐=𝟑𝟐𝒌 − 𝒌

𝟏𝟐 =𝟑𝟏

𝟏𝟐𝒌 𝒎𝒚= 𝒌𝒙𝒚

𝟐 𝒙 𝟏 𝟎

𝒅𝒚 𝒅𝒙

 [01 𝑘𝑥2 𝑦2]𝑥2𝑑𝑥 = 01𝑘𝑥2 4 − 𝑥2 𝑑𝑥 = 014𝑘𝑥2𝑘𝑥23𝑑𝑥

(14)

𝒎𝒚= 𝟒𝒌𝒙 𝟐 −𝒌𝒙𝟑

𝟐

𝟏 𝟎

𝒅𝒙 = 𝟐𝒌𝒙 −𝒌𝒙𝟑 𝟐

𝟏 𝟎

𝒅𝒙

 𝑘𝑥2𝑘𝑥84

0

1 = 𝑘(1)2𝑘(1)8 4 = 𝑘 −𝑘8

𝒎𝒚= 𝒌 −𝒌

𝟖=𝟖𝒌 − 𝒌

𝟖 =𝟕

𝟖𝒌 pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝒎𝒚 𝒎 ,𝒎𝒙

𝒎 𝒙 , 𝒚 =

𝟕𝟖 𝒌 𝟏𝟏𝟔 𝒌

, 𝟑𝟏𝟏𝟐 𝒌 𝟏𝟏𝟔 𝒌

= 𝟐𝟏 𝟒𝟒,𝟗𝟑

𝟒𝟒

7. 𝒌𝒓𝟎𝝅 𝟏𝟑 𝟐 𝒅𝒓 𝒅𝜽

Penyelesaian:

𝑚 = 𝑘𝑟3 2

1 𝜋 0

𝑑𝑟𝑑𝜃

𝑘𝑟33

1 𝜋 3

0 𝑑𝜃 = (0𝜋 𝑘 3 3 3𝑘(1)3 3)𝑑𝜃 = (0𝜋 27𝑘3𝑘3)𝑑𝜃 = 0𝜋26𝑘3 𝑑𝜃 𝑚 = 26𝑘

3

𝜋 0

𝑑𝜃

26𝑘

3 0

𝜋 = 26𝑘𝜋

3

𝑚𝑥 = 𝑘𝑟3 2

1 𝜋 0

𝑟 sin 𝜃 𝑑𝑟𝑑𝜃

 [0𝜋 𝑘𝑟44sin 𝜃] 13𝑑𝜃 = 0𝜋 𝑘 3 44sin 𝜃 −𝑘 1 4 4sin 𝜃 𝑑𝜃

0𝜋 81𝑘4 sin 𝜃 −𝑘4sin 𝜃 𝑑𝜃 = 20𝑘 sin 𝜃 0𝜋 𝑑𝜃 𝑚𝑥 = 20𝑘 sin 𝜃

𝜋 0

𝑑𝜃

 20𝑘 sin 𝜃0𝜋 𝑑𝜃 = 20[− cos 𝜃]0𝜋 = 20(− cos 𝜋 − − cos 0 𝑚𝑥 = 20 − −1 − −1 = 20𝑘 2 = 40𝑘

𝑚𝑦 = 0

(15)

𝑚𝑦 = 𝑘𝑟2

3 1 𝜋 0

𝑟 cos 𝜃 𝑑𝑟𝑑𝜃

 [0𝜋 𝑘𝑟44cos 𝜃] 13𝑑𝜃 = 𝑘 3 4 4cos 𝜃 −𝑘 1 4

4 cos 𝜃

𝜋

0 𝑑𝜃

0𝜋 81𝑘4 cos 𝜃 −𝑘4cos 𝜃 𝑑𝜃 = 20𝑘 cos 𝜃 0𝜋 𝑑𝜃 𝑚𝑦 = 20𝑘 cos 𝜃 𝜋

0

𝑑𝜃

 20𝑘 cos 𝜃0𝜋 𝑑𝜃 = 20[sin 𝜃]0𝜋 = 20(sin 𝜋 − sin 0 𝑚𝑦 = 20 0 = 0

pusat massa 𝒙 , 𝒚

𝒙 , 𝒚 = 𝒎𝒚 𝒎 ,𝒎𝒙

𝒎 𝒙 , 𝒚 = 𝟎

26𝑘𝜋3 , 𝟒𝟎𝒌

26𝑘𝜋3

= (𝟎, 𝟔𝟎 𝟏𝟑𝝅)

C. Integral Lipat Tiga dalam Koordinat Cartesius

1.

−37 02𝑥 𝑦𝑥−1

𝑑𝑧 𝑑𝑦 𝑑𝑥

Penyelesaian :

𝑑𝑧 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = (𝑥 − 1 − 𝑦))

2𝑥 0

𝑑𝑦 𝑑𝑥

7

−3 𝑥−1

𝑦 2𝑥 0 7

−3

= 𝑥𝑦 − 𝑦 − 𝑦

2

2

0

2𝑥

𝑑𝑥

7

−3

= 𝑥 2𝑥 − 2𝑥 − 2𝑥

2

2 − 0 𝑑𝑥

7

−3

= 2𝑥

2

− 2𝑥 − 4𝑥

2

2 𝑑𝑥

7

−3

= 2𝑥

7 2

− 2𝑥 − 2𝑥

2

𝑑𝑥

−3

= −2𝑥 𝑑𝑥

7

−3

= 2 𝑥 𝑑𝑥

7

−3

= −2 𝑥

2

2

7

−3

(16)

= −2 7

2

2 − −3

2

2

= −2 49 2 − 9

2

= −40

2. 6𝑥𝑦

05 −24 12 2

𝑧

3

𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧 Penyelesaian :

6𝑥𝑦

2

𝑧

3

𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧

2 1 4

−2 5 0

= 6 𝑧

3

𝑑𝑧 𝑦

2

𝑑𝑦 𝑥 𝑑𝑥

2 1 4

−2 5

0

= 6 𝑧

4

4

5 0

𝑦

3

3

4

−2 𝑥

2

2 2 1

=6

544

433

− −

233

222

122

= 6 625 4 64

3 + 8 3 4

2 − 1 2

= 33750

3.

02 0𝑧 0 𝑥/𝑧

2𝑥𝑦𝑧 𝑑𝑦 𝑑𝑥 𝑑𝑧 Penyelesaian :

2𝑥𝑦𝑧 𝑑𝑦 𝑑𝑥 𝑑𝑧 = 2𝑥 𝑦

2

2 𝑧 𝑥/𝑧 0

𝑧 0 2 0

𝑑𝑥 𝑑𝑧

𝑥/𝑧 0 𝑧 0 2 0

= [𝑥𝑦

𝑧 2

𝑧

0

]

0 𝑥/𝑧

2 0

𝑑𝑥 𝑑𝑧

= 𝑥 𝑥 𝑧

𝑧 2 0

𝑧

2 0

𝑑𝑥 𝑑𝑧

= 𝑥

𝑧 2

𝑑𝑥 𝑑𝑧

0 2 0

= 𝑥

3

3

𝑧 0 𝑑𝑧

2 0

= 1

3 𝑧

2 3

𝑑𝑧

0

(17)

= 1 3

𝑧

4

4

2 0

= 1 3

2

4

4

= 1 3

16 4

= 4 3

4.

0𝜋2 sin 2𝑥0 02𝑦𝑥

sin

𝑥𝑦

𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧 Penyelesaian :

sin 𝑥

𝑦 𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧

2𝑦𝑥 0 0 sin 2𝑥 𝜋2

0

= −𝑦 𝑐𝑜𝑠 𝑥 𝑦

0 sin 2𝑥 𝜋2

0

2𝑦𝑥 0

𝑑𝑦 𝑑𝑧

= −𝑦 𝑐𝑜𝑠 2𝑦𝑥 𝑦

0 sin 2𝑥 𝜋2 0

− −𝑦 𝑐𝑜𝑠 0

𝑦 𝑑𝑦 𝑑𝑧

= −𝑦 𝑐𝑜𝑠 2𝑥

0 sin 2𝑥 𝜋2

0

− −𝑦 𝑑𝑦 𝑑𝑧

=

0

−𝑦 𝑐𝑜𝑠 2𝑥

sin 2𝑥 𝜋2

0

+ 𝑦 𝑑𝑦 𝑑𝑧

=

0

−𝑦 1 − 2 sin

2

𝑥 + 𝑦

sin 2𝑥

𝑑𝑦 𝑑𝑧

𝜋2

0

= −𝑦 + 2𝑦 sin

2

𝑥 + 𝑦

0 sin 2𝑥

𝑑𝑦 𝑑𝑧

𝜋2

0

= 2𝑦 sin

2

𝑥

0 sin 2𝑥

𝑑𝑦 𝑑𝑧

𝜋2

0

= 2 sin

2

𝑥 𝑦

0 sin 2𝑥

𝑑𝑦 𝑑𝑧

𝜋2

0

= 2 sin

2

𝑥 𝑦

2

2

0 sin 2𝑥

𝑑𝑧

𝜋2

0

= sin

2

𝑥 𝑦

2

𝑑𝑦 0 sin 2𝑥 𝑑𝑧

𝜋2

0

(18)

= 0 − sin

2

𝑥

𝜋2

0

sin

2

2𝑥 𝑑𝑧

= − sin

2

𝑥 sin

2

2𝑥

𝜋2

0

𝑑𝑧

= [− sin

2

2𝑥 sin

2

𝑥] 𝜋

2 − [− sin

2

2𝑥 sin

2

𝑥]0

= −𝜋 sin

2

𝑥 sin

2

𝑥 2

5. 𝑆 ∶ { 𝑥, 𝑦, 𝑧 ∶ 0 ≤ 𝑥 ≤

12

𝑦 , 0 ≤ 𝑦 ≤ 4, 0 ≤ 𝑧 ≤ 2}

Penyelesaian :

𝑓 𝑥, 𝑦, 𝑧 𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧

12𝑦

0 4 0 2 0

6. 𝑆 ∶ { 𝑥, 𝑦, 𝑧 ∶ 0 ≤ 𝑥 ≤ 𝑦

2

, 0 ≤ 𝑦 ≤ 𝑧, 0 ≤ 𝑧 ≤ 1}

Penyelesaian :

𝑓 𝑥, 𝑦, 𝑧 𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧

𝑦

2 0 𝑧 0 1 0

(19)

7. S adalahdaerah di oktanpertama yang dibatasi oleh tabung𝑦

2

+ 𝑧

2

= 1 dan bidang-bidang𝑥 = 1 dan 𝑥 = 4

Penyelesaian :

𝑓 𝑥, 𝑦, 𝑧 𝑑𝑧 𝑑𝑦 𝑑𝑥

1−𝑦2 0 1 0 4 1

D. Integral Lipat Tiga dalam Koordinat Tabung dan Bola

Dalam soal-soal 1-6, hitunglah integral yang diberikan dalam koordinat silindris atau sferis, dan uraikan daerah integrasi R.

1. 𝑟02𝜋 03 012 𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃 Penyelesaian:

𝑟12

0

𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃

3 0 2𝜋 0

= 𝑟𝑧 3 012 𝑑𝑟 𝑑𝜃

0 2𝜋 0

= 12𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝜃3

0 2𝜋 0

= 6𝑟2 03 𝑑𝜃

3 0 2𝜋 0

(20)

= 54 𝑑𝜃

2𝜋 0

= 54𝜃 02𝜋 = 108𝜋 ∎

2. 0𝜋 0sin 𝜃 𝑟02 𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃 Penyelesaian:

𝑟

2 0

𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃

sin 𝜃 0 𝜋 0

= 𝑟𝑧 02 𝑑𝑟 𝑑𝜃

sin 𝜃 0 𝜋 0

= 2𝑟 𝑑𝑟 𝑑𝜃

sin 𝜃 0 𝜋 0

= 𝑟𝜋 2 0sin 𝜃 𝑑𝜃

0

= 𝑠𝑖𝑛2 𝜃 𝑑𝜃

𝜋 0

= 1 2−1

2cos 2𝜃 𝑑𝜃

𝜋 0

= 1 2𝜃 −1

2sin 2𝜃

0 𝜋

=1 2𝜋 ∎

Dalam soal-soal 7-14, gunakan koordinat silindris untuk mencari besaran yang ditunjukkan.

3. Volume benda pejal yang dibatasi oleh paraboloida 𝑧 = 𝑥2+ 𝑦2 dan bidang 𝑧 = 4.

Penyelesaian:

Daerah S dalam Koordinat Cartesius :

𝑆 = 𝑥, 𝑦, 𝑧 | − 2 ≤ 𝑥 ≤ 2, − 4 − 𝑥2 ≤ 𝑦 ≤ 4 − 𝑥2, 𝑥2+ 𝑦2≤ 𝑧 ≤ 4 Dalam Koordinat Tabung :

𝑆 = 𝑟, 𝜃, 𝑧 |0 ≤ 𝑟 ≤ 2,0 ≤ 𝜃 ≤ 2𝜋, 𝑟2≤ 𝑧 ≤ 4

(21)

Sehingga, volume benda pejalnya adalah

𝑉 = 𝑟 𝑑𝑧 𝑑𝜃 𝑑𝑟

4

𝑟2 2𝜋

0 2

0

= 𝑟𝑧 𝑟42

2𝜋

0 2

0

𝑑𝜃 𝑑𝑟

= 𝑟𝑧 𝑟42

2𝜋

0 2

0

𝑑𝜃 𝑑𝑟

= (4𝑟 − 𝑟3)

2𝜋

0 2

0

− 0 𝑑𝜃 𝑑𝑟

= 4𝑟𝜃 − 𝑟3𝜃 02𝜋

2

0

𝑑𝑟

= 4𝑟2𝜋 − 𝑟32𝜋 − 0

2

0

𝑑𝑟

= 8𝜋𝑟 − 2𝜋𝑟3

2

0

𝑑𝑟

= 4𝜋𝑟2−1 2𝜋𝑟4

0 2

= 4𝜋 × 22−1

2𝜋 × 24 − 0

= 8𝜋 ∎

4. Volume benda pejal yang di atas dibatasi oleh bidang 𝑧 = 𝑦 + 4, di bawah oleh 𝑏𝑖𝑑𝑎𝑛𝑔 − 𝑥𝑦, dan secara menyamping oleh tabung lingkaran tegak yang mempunyai jejari 4 dan yang sumbunya adalah adalah 𝑠𝑢𝑚𝑏𝑢 − 𝑧.

Penyelesaian:

Daerah S dalam Koordinat Tabung :

𝑆 = 𝑟, 𝜃, 𝑧 |0 ≤ 𝑟 ≤ 4,0 ≤ 𝜃 ≤ 2𝜋, 0 ≤ 𝑧 ≤ 4 + 𝑟 sin 𝜃 Sehingga, volume benda pejalnya adalah

𝑉 = 𝑟 𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃

4+𝑟 sin 𝜃

0 4

0 2𝜋

0

= 𝑟𝑧 04+𝑟 sin 𝜃

4

0 2𝜋

0

𝑑𝑟 𝑑𝜃

(22)

= 4𝑟 + 𝑟2sin 𝜃 − 0

4

0 2𝜋

0

𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 2𝑟2+1

3𝑟3sin 𝜃

0 2𝜋 4

0

𝑑𝜃

= 2 × 42+1

3× 43sin 𝜃

2𝜋

0

− 0 𝑑𝜃

= 32 +64 3 sin 𝜃

2𝜋

0

𝑑𝜃

= 32𝜃 −64 3 cos 𝜃

0 2𝜋

= (32 × 2𝜋 −64

3 cos 2𝜋) − 0 = 64𝜋 ∎

5. Pusat massa benda pejal homogen yang di atas dibatasi oleh 𝑧 = 12 − 2𝑥2− 2𝑦2 dan di bawah oleh 𝑧 = 𝑥2+ 𝑦2.

Penyelesaian:

Daerah S dalam Koordinat Tabung :

𝑆 = 𝑟, 𝜃, 𝑧 |0 ≤ 𝑟 ≤ 2,0 ≤ 𝜃 ≤ 2𝜋, 𝑟2 ≤ 𝑧 ≤ 12 − 2𝑟2 Maka,

 𝑚 = 𝑟12−2𝑟2 2𝑟 𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃

2 0 2𝜋 0

= 𝑟 𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃

12−2𝑟2

𝑟2 2

0 2𝜋

0

= 𝑟𝑧 12−2𝑟𝑟2 2𝑑𝑟 𝑑𝜃

2

0 2𝜋

0

= 𝑟 12 − 2𝑟2 − 𝑟 × 𝑟2 𝑑𝑟 𝑑𝜃

2

0 2𝜋

0

= 12𝑟 − 3𝑟3 𝑑𝑟 𝑑𝜃

2

0 2𝜋

0

= 6𝑟2−3 4𝑟4

0 2𝜋 2

0

𝑑𝜃

(23)

= 6 × 22−3 4× 24

2𝜋

0

− 0 𝑑𝜃

= 12

2𝜋

0

𝑑𝜃 = 12𝜃 02𝜋 = 12 × 2𝜋 − 0 = 24𝜋

 𝑀𝑥𝑦 = 02𝜋 02 𝑟12−2𝑟2 2𝑧𝑟 𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃 = 1

2𝑟𝑧2

𝑟2 12−2𝑟2 2

0 2𝜋

0

𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 𝑟 12 − 2𝑟2 2 2

2

0 2𝜋

0

−𝑟 𝑟2 2 2 𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 72𝑟 − 24𝑟3+3 2

2

0 2𝜋

0

𝑟5 𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 36𝑟2− 6𝑟4+𝑟6 4 0

2𝜋 2

0

𝑑𝜃

= 36 × 22− 6 × 24+26 4 − 0

2𝜋

0

𝑑𝜃

= 64

2𝜋

0

𝑑𝜃 = 64𝜃 02𝜋 = 64 × 2𝜋 − 0 = 128𝜋

 𝑀𝑦𝑧 = 02𝜋 02 𝑟12−2𝑟2 2𝑥𝑟 𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃 = 𝑟𝑥𝑧 𝑟12−2𝑟2 2

2

0 2𝜋

0

𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 𝑟𝑥 12 − 2𝑟2

2

0 2𝜋

0

− 𝑟𝑥 𝑟2 𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 12𝑟𝑥 − 3𝑟3𝑥

2

0 2𝜋

0

𝑑𝑟 𝑑𝜃

(24)

= 6𝑟2𝑥 −3𝑟4𝑥 4 0

2𝜋 2

0

𝑑𝜃

= 6 × 22𝑥 −3 × 24𝑥 4 − 0

2𝜋

0

𝑑𝜃

= 12𝑥

2𝜋

0

𝑑𝜃 = 12𝑥𝜃 02𝜋 = 12𝑥 × 2𝜋 − 0 = 24𝑥𝜋

 𝑀𝑥𝑧 = 02𝜋 02 𝑟12−2𝑟2 2𝑦𝑟 𝑑𝑧 𝑑𝑟 𝑑𝜃 = 𝑟𝑦𝑧 𝑟12−2𝑟2 2

2

0 2𝜋

0

𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 𝑟𝑦 12 − 2𝑟2

2

0 2𝜋

0

− 𝑟𝑦 𝑟2 𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 12𝑟𝑦 − 3𝑟3𝑦

2

0 2𝜋

0

𝑑𝑟 𝑑𝜃

= 6𝑟2𝑦 −3𝑟4𝑦 4 0

2𝜋 2

0

𝑑𝜃

= 6 × 22𝑦 −3 × 24𝑦 4 − 0

2𝜋

0

𝑑𝜃

= 12𝑦

2𝜋

0

𝑑𝜃 = 12𝑦𝜃 02𝜋 = 12𝑦 × 2𝜋 − 0 = 24𝑦𝜋

 𝑧 =𝑀𝑥𝑦

𝑚 =128𝜋

24𝜋 =16

3

 𝑥 =𝑀𝑚𝑦𝑧 =24𝑥𝜋24𝜋 = 1

 𝑦 =𝑀𝑥𝑧

𝑚 =24𝑦𝜋

24𝜋 = 1, karena 𝑥 = 𝑦 = 1 maka simetri ∎

(25)

6. Massa benda pejal di dalam bola berjejari 2a dan di luar tabung lingkaran berjejari a, yang sumbunya adalah diameter bola tersebut, jika kerapatan berbanding lurus dengan kuadrat jarak dari pusat bola.

Penyelesaian:

8 𝑘𝜌2 𝜌2

2𝑎

𝑎 csc

sin 𝜋 2

0 𝜋 2

𝜋 6

𝑑𝜌 𝑑𝜃 𝑑= 8 𝑘𝜌5 sin

5 𝑎 csc

𝜋 2𝑎 2

0 𝜋 2

𝜋 6

𝑑𝜃 𝑑𝜑

= 8 𝑘 × 2𝑎 5sin

5 𝑘 × 𝑎 csc5sin

5

𝜋2

0 𝜋2

𝜋6

𝑑𝜃 𝑑

= 8 32𝑎

5𝑘 sin ∅ − 𝑘 × 𝑎 csc ∅ 5sin ∅ 5

𝜋 2

0 𝜋2

𝜋6

𝑑𝜃 𝑑

= 8 32𝑎

5𝑘𝜃 sin ∅ − 𝑘𝜃 × 𝑎 csc ∅ 5sin ∅

5 0

𝜋2 𝜋 2

𝜋 6

𝑑

= 8 32𝜋𝑎

5𝑘 sin ∅ − 𝜋𝑘 × 𝑎 csc ∅ 5sin ∅

10

𝜋 2

𝜋 6

𝑑

= 8 7 3 𝜋𝑘𝑎5

5

=56 3 𝜋𝑘𝑎5 5 ∎

7. Momen Inersia benda pejal dalam Soal 18 terhadap sumbu simetrinya.

Penyelesaian:

𝐼𝑧= 𝑥2+ 𝑦2 𝑘 𝑥2+ 𝑦2 12

𝑆

𝑑𝑉

= 𝑘 𝜌5 𝑠𝑖𝑛4

𝑎

0 2𝜋

0 𝜋2

0

𝑑𝜌 𝑑𝜃 𝑑∅

= 𝑘 𝜌6𝑠𝑖𝑛4

6 0

2𝜋 𝑎

0 𝜋2

0

𝑑𝜃 𝑑∅

= 𝑘 𝑎6𝑠𝑖𝑛4∅ 6

2𝜋

0

− 0

𝜋2

0

𝑑𝜃 𝑑∅

Referensi

Dokumen terkait

Junlah halaman Kategori Publikasi Jurnal Ilmiah beri Vpada kategori yang tepat Komponen Yang dinilai Kelengkapan dan kesesuaian 1 unsur isi jumal 10% Ruang lingkup dan kedalaman 2

Avondale University Avondale University ResearchOnline@Avondale ResearchOnline@Avondale Education Papers and Journal Articles School of Education and Science 12-2002 Pastoral