VOLUME BENDA PUTAR
- Dapatkan link
- X
- Aplikasi Lainnya
Apa yang disebut volume? Kita mulai dengan benda-pejal sederhana yang disebut silinder tegak, empat diantaranya diperlihatkan pada Gambar 1. Dalam tiap kasus, benda itu dibentuk dengan cara menggerakkan suatu daerah rata (alas) sejauh dengan arah tegak lurus pada daerah tersebut. Dan dalam tiap kasus, volume benda-pejal didefinisikan sebagai luas alas dikalikan tinggi , yakni
Berikut perhatikan sebuah benda-pejal yang penampang-penampangnya tegak lurus dengan suatu garis memiliki luas yang diketahui. Khususnya, misalkan garis tersebut adalah sumbu- dan misalkan bahwa luas penampang pada `x` adalah `A(x)` dengan `a\leq x\leq b` (Ganbar 2). Kita partisikan interval `\[a,b\]` dengan menyisipkan titik-titik `a=x_0<x_1<x_2<...<x_i=b`. Kemudian kita lewatkan bidang-bidang melalui titik-titik ini tegak lurus pada sumbu-x, sehingga mengiris benda menjadi lempengan-lempengan tipis (Gambar 3). Volume `\triangle V` suatu lempengan kira-kira sama dengan volume suatu silinde,yakni
`\triangle V_I=A(\overline{x_i})\triangle x_i`
`V\approx\sum_{i=1}^nA(\overline{x_i})\triangle x_i`
Ketika norma partisi mendekati nol, diperoleh integral tertentu yang didefinisikan sebagai volume benda-pejal,
`V=\int_a^bA(x)dx`
a. Pemutaran mengelilingi sumbu
Misal adalah luasan yang dibatasi oleh `y=f(x),x=a,x=b.` . Selanjutnya `R` diputar mengelilingi sumbu-x . Lintasan kurva karena mengelilingi sumbu- membentuk bangun berupa benda padat (pejal), yang dapat diiris menjadikan lempengan-lempengan. Volume `\triangle V` suatu lempengan kira-kira sama dengan volume suatu silinder, yakni
`\triangle V_i=A(\overline{x_i})\triangle x_i`
Volume V dari benda-pejal dapat diaproksimasikan dengan jumlah Riemann
`V\approx\sum_{i=1}^nA(\overline{x_i})\triangle x_i`
Ketika norma partisi mendekati nol ,diperoleh integral tertentu yang didefinisikan sebagai volume benda-pejal
`V=\int_a^bA(x)dx`
`V=\int_a^b\pi(\ y^2)\dx=\pi\int_{\ a}^{\ b}\ y^2\dx`
`V=\pi\int_{\ c}^{\ d}\x^2\dy`
`V=\pi\int_{\ c}^{\ d}(\ x_1^2-\ x_2^2)\dx`
`v=\int_a^bA(x)dx`
`A(x_0)=\pi\left(\f\left(\x_0\right)\right)^2=\πf^2\left(\ x_0\right)`
Oleh karena itu, volume benda putar:
`V=\int_a^b\pi\left(\ f\left(\x\right)\right)^2\{dx}=\pi\int_{\a}^{\ b}\left(\f\left(\ x\right)\right)^2\{dx}`
`V=\pi(\R^2-\r^2)\t`
`\triangle V\approx\pi\left[\left(1+\ x^2\right)^2-1^2\right]\triangle\ x=\pi(\x^4+2\ x^2)\triangle\x`
`0\leq x\leq2`
Sehingga diperoleh,
`V=\int_0^2\pi\left(\x^4+2\x^2\right)\dx`
`=` `V=\pi\int_0^2(\x^4+2\x^2)\dx`
`=` `\pi\left[\frac{\ x^5}5+\frac2 3\x^3\right]_0^2=\frac{186}{15}\pi`
`V=\frac{176}{15}\pi\approx36,86` satuan volume
3. Metode Kulit Silinder
Metode kulit silinder sebagai alternatif lain dalam perhitungan volume benda putar yang mungkin lebih mudah diterapkan bila kita bandingkan dengan metode cakram atau metode cincin. Benda putar yang terjadi dapat dipandang sebagai tabung dengan jari-jari kulit luar dan dalamnya berbeda, maka volume yang akan dihitung adalah volume dari kulit tabung. Untuk lebih memperjelas kita lihat uraian berikut.
Pandang tabung dengan jari-jari kulit dalam dan kulit luar berturut-turut dan `r_1` dan `r_2`, tinggi tabung h. Maka volume kulit tabung adalah :
`\triangle V=\left(\πr_2+\πr_1\right)h=2\πr\triangle\r`
dengan:`\frac{r_2+r_1}2=r`(rata-rata ,jari-jari);`r_2+r_{1=\triangle r}`
Bila daerah yang dibatasi oleh `y=f(x),y=0,x=a,x=b` diputar mengelilingi sumbu-y maka kita dapat memandang bahwa jari-jari `r=x` dan `\triangle r=\triangle x` dan tinggi tabung `h=f(x)`. Oleh karena itu volume benda putar yang terjadi adalah
`V=\int_a^b2\πxf(\x)\dx`
Misal daerah dibatasi oleh kurva `y=f(x),y=g(x),f(x)\geq g(x),x\in\[a,b\],x=a` dan `x=b` diputar mengelilingi sumbu-y.Maka ,volume benda putar yang didapat dinyatakan dengan
`V=\int_a^b2\πx(\f(\ x)-\g(\x))\dx`
Bila daerah dibatasi oleh grafik yang dinyatakan dengan `x=f(y),x=0,y=c,y=d` diputar mengelilingi sumbu-x.Maka ,volume benda putar yang didapat dinyatakan dengan
`V=\int_a^b2\πyf(\y)\dy`
Sedang untuk daerah yang dibatasi oleh `x=f(y),x=g(y),f(y)\geq g(y),y \in\[c,d\],y=c` dan `y=d` diputar mengelilingi sumbu-x. Maka,volume benda putar yang didapat dinyatakan dengan
`V\int_c^d2\πy\left(\f\left(\y\right)-\ g(\ y)\right)\dy`
Contoh
Tentukan volume benda putar yang terjadi jika daerah R yang dibatasi oleh `Y=\sqrt x,x=4,y=0;` mengelilingi sumbu `x=4`
Jawab
Jika irisan diputar terhadap garis `x=4` akan diperoleh suatu tabung kosong dengan jari-jari `4-x` dan tinggi tabung `\sqrt x`
Sehingga diperoleh,
`\triangle V\approx2\pi\left(4-\ x\right)\sqrt{\ x}\triangle\x`
`0\leq x\leq4`
Sehingga diperoleh,
`V=\int_0^42\pi\left(\left(4-\ x\right)\sqrt{\ x}\right)\dx`
`=` `2\pi\int_0^4\left(4\sqrt{\x}-\ x^\frac3 2\right)\dx`
`=` `2\pi\left[\frac8 3\x^\frac32-\frac2 5\ x^\frac5 2\right]_0^4=\frac{17}{15}\pi`
`V=\frac{17}{15}\pi\approx3,56`
- Dapatkan link
- X
- Aplikasi Lainnya








Komentar
Posting Komentar