penggunaan integral elektro udayana

31
Indra Gunawan  PENGGUNAAN INTEGRAL 1. Pengertian Tu jua nnya adalah me ncar i luas daerah yang diarsir yang dibatasi l eh !ur "a  y=f(x), sumbu x dan ordinat di x=a dan x=b. #is al! an P$  x,y% adalah se buah titi! &ada !ur"a  y=f(x) dan misal!an A  x  me nyat a!a n lua s dibawah !ur"a yang dibatasinya diu!ur dari sebuah titi! di !iri !ur"a 'i!a &i ta di & t ng se ti nggi P( ma!a da&at dilihat bahwa luasan  &ita secara &ende!atan sama dengan luas segi em&at dimana segit iga P)R diang ga& !ecil jadi diabai!an. Luas &ita * δ  A +    y. δ  +  atau  y  x  A  x δ δ 

Upload: indragunawan

Post on 02-Jun-2018

236 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 1/31

Indra Gunawan

 PENGGUNAAN INTEGRAL

1. Pengertian

Tujuannya adalah mencari luasdaerah yang diarsir yang dibatasileh !ur"a  y=f(x), sumbu x dan

ordinat di x=a dan x=b.

#isal!an P$ x,y% adalah sebuahtiti! &ada !ur"a  y=f(x)  danmisal!an A x  menyata!an luas

dibawah !ur"a yang dibatasinyadiu!ur dari sebuah titi! di !iri!ur"a

'i!a &ita di&tng setinggi P(ma!a da&at dilihat bahwa luasan &ita secara &ende!atan samadengan luas segi em&at dimanasegitiga P)R diangga& !ecil jadidiabai!an.Luas &ita * δ  A+ ≈   y.δ  + 

atau  y x A x ≈δ δ 

Page 2: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 2/31

  $a% $b%

'i!a ruas !anan dan !iri diintegrasi ma!a

dida&at sbb ,

'i!a A x * ∫    dx y   menyata!an luas daerah sam&ai !e titi! P$ x,y%.

-

'i!a hasil &ertama !urangi dengan hasil !edua( a!an di&erleh luas !ur"a

diantara erdinat x = a dan x=b.

'i!a &rses diterus!an bidang gb.a di&enggal sebanya!nyamenjadi gb. b sehingga → xδ 

a!hirnya !esalahan daerah yang

diarsir ini hilang ma!a

dx

dA

 x

 A  x x →δ 

δ 

 ydx

dA x =∴   $bu!an &ende/

  !atan lagi%

da&at diabai!an

a) 'i!a subsitusi!an x=b,

di&erleh luas daerahsam&ai !e titi! L yaituAb * ∫    dx y  dgn x=b.

b) 'i!a subsitusi!an x=a,

di&erleh luas daerahsam&ai !e titi! 0 yaituAa * ∫    dx y  dgn x=a.

c x F 

dx x  f  dx y A x

+=

== ∫ ∫ %$

%$

Page 3: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 3/31

a dan b adalah harga batas integral .

. Luas 2idang 3atar 

a. Luas di atas sumbu + misal!an %$ x  f   y =

adalah gra4i! diatas sumbu + dan  f 

!ntinu dan tida! negati4 &ada selang

b xa   ≤≤ ( ma!a

∫ =  b

adx x  f   R A   %$%$

3imana daerah R dibatasi gra4i! 

((%($   ====   Y b X a X  x  f   y

 b. Luas di bawah sumbu + misal!an

%$ x  f   y =   adalah gra4i! diatas sumbu +

dan ∫ b

adx x  f     %$ * bil negati4 ma!a(

∫ −=  b

adx x  f   R A   %$%$

5nth ,Tentu!an luas daerah R dibawah !ur"a   67 +−=   x x y antara  x = /1 dan x 

*

'awab ,

yaitu , A* ∫ ∫    ==   −   %$%$   a xb x   dx ydx y

 bentu! ini ditulis sbb ,

∫ =b

a

dx y A

a b

y

+

 y=f(x)

a b

y

+

 y=f(x)

Page 4: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 4/31

 

luas satuan

 x x x

dx x x R A

8(17

1

9

17

1:

6

9

%$%$

1

79

1

67

=

 

 

 

 

  −−−− 

 

 

 

  +−=

+−=

+−=

−∫ 

6. 3aerah Antara 3ua 0ur"a

0ur"a/!ur"a %$ x  f   y =  dan %$ x  f   g  =  dengan %$%$   x  f   x g    ≤  &ada selang b xa   ≤≤

5nth ;al !e/1Tentu!an luas daerah antara !ur"a 7

1   x y   =  dan     x x y   −= dan s!etsa gambar 

tersebut serta harga batasnya &ada sumbu x.

a. menentu!an harga batas.

⇔   y1 * y 

⇔     77 =+−⇒−=   x x x x x x

  ⇔   %%$1%$$ 

=++−   x x x x

  ⇔   1(   ==   x x (  x yang lain imaginer $tida! di&a!ai%

 b. #enentu!an bentu! !ur"a ma!a nilai  x disubsitusi !e&ersamaan y1

dan  y

 x y1  y

.9 .6< .7689.9 .:9 .89.89 .61:7 .<689

[ ]

[ ]dx x g  x  f   A

 x x g  x  f   A

b

a∫    −=

∆−=∆

%$%$

%$%$

Page 5: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 5/31

.< .:9:1 .<<1 1 1

3ari tabel di atas bila range dira&at!an dan dihubung!an titi!nya a!an

dida&at gambar sbb ,

c. Luas daerah yang dicari adalah &engurangan dari !ur"a atas

di!urangi !ur"a bawah.

( ) ( )  dx x x x A   71

∫    −−=⇔

dx x x x A   71

  −−=⇔ ∫ 

1

96

19

8

9

1

6

11

96

 satuan

 x x x A

=−−=

−−=⇔

 

5nth ;al !e/

Tentu!an luas daerah yang dibatasi leh  parabola  x y   7 =   dan garis

767   =−   y x ( s!etsa serta harga batasnya &ada sumbu y.

a. menentu!an harga batas.

Pers. 1%  x y   7 =  atau

7

 y x = (

Pers. % 767   +=   y x  atau7

76   +=  y

 x

Pers.1 * Pers.

#a!a , 76 +=   y y

Page 6: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 6/31

  ⇔   76 =−−   y y  

%1$%7$   =−−⇔   y y

  1(7  −=⇔   y

 b. #enentu!an bentu! !ur"a ma!a nilai x disubsitusi !e&ersamaan y1

dan dan y

 y  7

 y x =

7

76   +=  y

 x

7 7 76 .9 6.9 1 .91 .9 1.89

1/1 .9 .9

3ari tabel di atas bila range dira&at!an dan dihubung!an titi!nya a!an

dida&at gambar sbb ,

c. Luas daerah yang dicari adalah &engurangan dari !ur"a atas

di!urangi !ur"a bawah.

Page 7: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 7/31

dy y y

 A ∫ −      

 

 −

+=⇔  7

1

77

76

( )  dy y y A ∫ −   −+=⇔  7

1

76

7

1

 7

1

6

67

6

7

1

−+=   y

 y y

 

   

   +−− 

  

   −+=

6

17

6

6

:71:7

7

1

  * 1.97

19 ≈  satuan

Persamaan Parametri!.

Persamaan selalu dengan cara yang sama dimana adalah lebih dari dua"ariabel. 5aranya selalu sama yaitu ,

1% Nyata!an x dan y dalam &arameter.

% Ubah "ariabelnya.

6% ;isi&!an batas/batas &arameternya.

5nth,

;uatu !ur"a memili!i &ersamaan &ametri! at  yat  x   (

== . Tentu!an luasluas daerah yang dibatasi leh !ur"a tesebut( sumbu x( dan rdinat &ada t=1

dan t=.

'awab ,

∫ =  b

adx y A  ( a dan b adalah batas "ariabelnya.

  3engan mengganti!an y dengan at  ( dida&at!an

∫ =  b

adxat  A  

Tida! da&at diintegrasi langsung 4ungsi t   terhada&  x( ma!a harus dirubah

"ariabel integrasinya sbb,

  at  x =   dt at dxat dt 

dx   =∴=∴

dida&at!an ,∫ ∫ == 

1

1

7.   dt t adt at at  A

Page 8: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 8/31

  *

1

6

67

t a *

6

=

6

1

6

=7

  a

a   =

6. >arga mean $harga rata/rata%

 !arga mean adalah rata"rata $a"erage% harga $tinggi% yang ditinjau. 3alam

mencari harga mean suatu 4ungsi %$ x  f   y =  diantara x=a dan x=b yang da&at

dilihat &ada gambar di bawah. 'i!a mem&er!ira!an tinggi dari gambar dalam

diagram ma!a dida&at suatu harga #.

dan diberi!an sbb , #ab

 A

 Alas

 #uas

−==

  ∴ #   ∫ −=

  b

adx y

ab

1

7. >arga R#;.

R#; * Rt #ean ;?uare !adang/!adang harga a!ar dari harga rata/rata.

  rms * @$harga mean dari y atau

$rms%  ∫ −=

  b

adx y

ab

1

Page 9: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 9/31

5nth ,

>itung harga mean dan rms dari 4ungsi 6 +=  x y  di antara x=1 dan x=$.

a% #ean.

# ∫    +−=  6

1 %6$16

1dx x  

6

1

6

6

17

66

1<

6

8

1

66

1

 satuan

 x x

=

+−

+=

+=

 b% R#;.

$rms%  ∫ −=

  6

1

16

1dx y

  ( )∫    ++=  6

1

7 <:

1dx x x

 6

1

69

<9

1

++=   x x

 x

 

++

++=   <

9

1897

9

76

1 x  

[ ]   (9<.11=1:.7=

1 =−+=

  rms :<7.81.9<   ==  satuan 

9. lume 2enda Putar 

Benda Putar( dibentu! dengan memutar suatu bidang datar dise!eliling

sebuah garis( disebut sumbu &utar &ada bidang datar da&at di!etahui melalu

cara beri!ut ,

a. #etde 5a!ram.

3ibentu! dengan memutar suatu bidang datar se!eliling sebuah garis(

disebut sumbu putar  &ada bidang datar.

Page 10: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 10/31

'i!a bentu! bidang dibatasi leh !ur"a y=f(x)( sumbu x ( dan rdinat &ada

 x=a dan x=b di&utar!an sutu &utaran &enuh mengelilingi sumbu x( ma!a

a!an di&erleh sebuah benda &utaran yang simetris terhada& BC se&erti

gambar di atas.

Untu! menda&at!an ( &ertama/tama tinjau dahulu sebuah &ita sem&it

dalam bentu! bidang semula.

lume yang dibentu! &ita tsb ≈  "lume yang dibentu! leh &ita &ersegi

 &anjang yaitu  x y%     δ  π  δ     ..  1≈   beru&a selinder &i&ih.

'i!a seluruh bentu! selinder dibagi/bagi menjadi sejumlah &ita( ma!a

setia& &ita a!an menghasil!an selindernya sendiri( masing/masing dengan

"lume  x y   δ  π     ..  1  lihat gambar beri!ut ,

Page 11: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 11/31

∴ lume ttal ( ∑=

=≈

b x

a x

 x y%    δ  π    ..  

2ila → xδ     ma!a !esalahan yang ditimbul!an leh bagian atas luas

 &ersegi &anjang da&at dihilang!an menjadi ,

∫ =  b

adx y%    ..  

π 

5nth sal ,

Tentu!an "lume benda &utar yang dibentu! leh daerah  R  yang dibatasi

leh !ur"a  x y   = ( sumbu + dan garis + * 7( dimima R di&utar mengelilingi

sumbu +.

Penyelesaian ,

∫ =  b

adx y%    ..  

π     ( dimana  x y =

#a!a , ( )∫ =

  7

..   dx x%    π 

  *7

17

 

=∫   x

dx x   π  π  

Page 12: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 12/31

  *

1:π 

  * 16.9=   ≈π    satuan6

 b. #etde 5incin

5nth 1 ,

Tentu!an "lume benda &utar a&abila daerah yang dibatasi leh &arabla/

 &arabla  x y =   dan  x y   =

=  di&utar mengelilingi sumbu/ x. ;!etsa gambar 

tersebut serta harga batasnya.

a. menentu!an harga batas.

⇔   y1 * y 

⇔    x x   = =

  ⇔   =7 =−   x x

  ⇔   %=$   6 =− x x

  ⇔   (= x dan %=$   6 =⇒=   x x

 b. #enentu!an bentu! !ur"a ma!a nilai  x disubsitusi !e&ersamaan y1

dan dan y

 y    x y =   x y   ==

7 71.9 .9 6.7:71 1 .==

.9 .9

;ebuah benda &utar di&tng/&tngtega! lurus &ada sum/bu &utarnya(ma!a di&erleh sebuah ca!ram yangditengah/tengah ada lubangnya.3aerah ini disebut Cincin.

Page 13: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 13/31

3ari tabel di atas bila range dira&at!an dan dihubung!an titi!nya a!an dida&at

gambar sbb ,

5nth ,

>itung lume benda &utar daerah setengah ling!aran yang dibatasi leh

!ur"a 7   y x   −= dan sumbu y di&utar mengelilingi garis x = /1

Penyelesaian ,

( ) ( )

( )

( )  6

9

7

:.<7.:1:

9

17

=

=

 satuan

 x x

dx x x% 

 x x x% 

π π 

π 

π 

π 

=−=

−=

−=

∆−≈∆

∫ 

c. Luas daerah yang dicari ,

Page 14: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 14/31

'ari/jari luar cincin adalah 17  +−  y ( sedang!an jari/jari dalam adalah 1.

hasilnya bila dis!etsa melalui &entabelan adalah sbb,

( )

[ ]

( )

( )

6

6

6

6

91.66

6

==

677

6

77

77

171

 satuan

 y y y

 y

dy ydydy y

dy y y

dy y% 

   

   −+=

−+−−=

−+−=

−+−=

−−+=

∫ ∫ ∫ 

∫ 

∫ −

π π 

π 

π 

π 

c. #etde 0ulit Tabung.

ma!a "lume tabung adalah ,

  %  * $ luas alas % . $ tinggi%

;ebuah !ulit tabung adalah sebuah bendayang dibatasi leh dua tabung ling!aran

tega! yang sumbu simetrinya berim&it( gbr.disam&ing.r 1= jari/jari tabung dalamr = jari/jari tabung luar & * tinggi tabung

 

Page 15: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 15/31

 

( )

%$

.%$%$.

1

1

111

r r &r r 

&r r r r &r r 

−   

  

    +=

−+=−=

π 

π π π 

  ∴  %  * D + $jari/jari rata/rata%+$tinggi%$tebal%

r r&%    ∆=   π 

atau untu! lebih mudahnya &erhati!an gambar dibawah ini ,

3ari &rses ini da&at dihitung sebuah benda &utar !ulit tabung. Gb. dibawah

menunju!!an &rses tersebut &tngan jalur/jalur "erti!al di&utar mengelilingi sumbu  y.

5nth 1 ,

Page 16: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 16/31

Page 17: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 17/31

 

6

6

6

6

1

6

6

 satuan&r 

&

&r 

 x

&

dx x&

dx x&r % 

 x x&

r % 

&

&

&

π 

π 

π 

π 

π 

π 

=

=

=

=

=

∆   

  ≈∆

∫ 

∫ 

. #etde 0ulit tabung.

6

6

6

1

6

6

1

 satuan&r 

r r &

 y y&

dy yr 

 y&dy yr 

&& y% 

 y yr 

&& y% 

r r 

π 

π π 

π π 

π 

=

−=

−=

   

   −= 

  

   −=

∆   

   −≈∆

∫ ∫ 

Page 18: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 18/31

:. lume benda dengan Penam&ang Lintang yang di!etahui,

#etde ini membahas benda yang memili!i daerah/daerah ling!aran sebagai

 &enam&ang/&enam&ang tega! yang berbentu! bujur sang!ar atau segitiga.

5nth 1 ,

;ebuah benda mem&unyai ling!aran alas yang berjari/jari 7 satuan. 5ari

"lume benda itu( ji!a setia& bidang irisan tega! lurus &ada garis tengah

yang teta&( meru&a!an segitiga sama sisi.

Penyelesaian ,

Ambil ling!aran se&erti gambar di bawah dengan sumbu/ x  sebagai garis

tengah teta&.

Persamaan ling!arannya , .1: =+   y x

'i!a luas &enam&ang silang A25( yangterjadi leh suatu bidang tega! lurus &adasumbu/ x  dan berjara!  x  satuan dari titi! asal( da&at dinyata!an sebagi 4ungsi  x(

 A$ x%( ma!a "lume benda diberi!an leh

∫ =  b

adx x A%    %$

Page 19: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 19/31

Penam&ang melintang  A'  meru&a!an segitiga sama sisi dengan sisi  y dan

luas %1:$66%$    x y x A   −== .

#a!a ,

6

7

7

7

7

66

9:

6

1:7=6

61:6%1:$6

%1:$6%$

 satuan

 x xdx x

dx xdx x A% b

a

=

−=

−=−=

−==

∫ 

∫ ∫    −

5nth ,Alas sebuah benda adalah suatu daerah rata &ada !uadran &ertama yang

dibatasi leh 7E1    x y   −= ( sumbu/ x  dan sumbu/ y. Andai!an &enam&ang/

 &enam&ang yang tega! lurus &ada sumbu + berbentu! bujur sang!ar.

Tentu!an "lume benda ini.

Penyelesaian.2ila di&tng/&tng benda tega! lurus &ada sumbu/ x  a!an di&erleh

lem&engan ti&is sbb,

Page 20: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 20/31

6

96

7

8.119

1:

=

6

:

=

=:

1:1

 satuan

 x x x

dx x x

≈=

+−=

+−=

   

  

 +−= ∫ 

8. Panjang 0ur"a

#isal!an P adalah titi! $ x(  y% dan ) adalah titi! &ada !ur"a di de!at P.

#isal!an &ula  sδ  * &anjang busur !ecil P).3ari rumus &hitagras diberi!an ,

( ) ( ) ( )  y x s   δ δ δ    +≈

'i!a masing/masing ruas dibagi dengan  xδ ( ma!a

( )

( )

( )

( )

1 x

 y

 x

 s

δ 

δ 

δ 

δ +≈∴

1        +≈     ∴  x

 y

 x

 s

δ  

δ  

δ  

δ  

 

   

  +≈∴

1 x

 y

 x

 s

δ  

δ  

δ  

δ  

 ji!a F x→

 

 

 

 

 +=

1

dx

dy

dx

ds 

Page 21: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 21/31

  ∫ 

   

  +=∴

  b

adx

dx

dy s

1

5nth ,Tentu!an &anjang !ur"a 6

 x y   =  di antara x * dan x * 7( untu! cabang

 y  .

Penyelesaian ,

∫ 

   

  +=∴

  b

adx

dx

dy s

1

6  x y   =∴   6

 x y =→ ( 1

6 x

dx

dy =∴ (7

<11

 x

dx

dy+= 

  

  +∴

∫       

   +=∴

  7

1

7

<1   dx

 x s *

7

6

7

<1

<

7.

6

   

   +

  x

  [ ]   [ ]   8.<1:.618

=111

8

==−=−=  satuan

Panjang 0ur"a / &ersamaan &arametri!.

 Ft →( bentu! ini menjadi ,

   

  + 

  

  = 

  

  ∴

dt 

dy

dt 

dx

dt 

ds→

   

  + 

  

  =∴

dt 

dy

dt 

dx

dt 

ds

∫   =

=

   

  + 

  

  =∴  

1

t t 

t t  dt 

dy

dt 

dx s dt 

5nth ,

#isal!an %$%($   t  F  xt   f   y   ==

3ari rumus sebelumnya ,( ) ( ) ( )

 y x s   δ δ δ    +≈  bila !edua ruasdibagi dengan  xδ  dida&at(

   

  + 

  

  ≈ 

  

  ∴

 y

 x

 s

δ 

δ 

δ 

δ 

δ 

δ 

Page 22: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 22/31

Tentu!an &anjang !ur"a θ θ   66 sin(cs   ==   y x   diantara titi!/titi! yang

 bersesuaian dengan H * dan H * D.

Penyelesaian,#engguna!an rumus yang sesuai dengan &arameter(

θ θ θ 

π 

d d 

dy

dx s ∫ 

   

  + 

  

  =∴

  E

2ila(

θ 6

cs= x   θ θ θ θ θ 

sincs:%sin$cs:  −=−=→

dx

θ θ θ 

θ    cssin:sin  6 =→=d dy y

∴ 

   

  + 

  

  

θ θ    d 

dy

dx* θ θ θ θ 

  77 cssin6:sincs6:   +

  * ( )θ θ θ θ   sincscssin6:   +

  * θ θ   cssin6:

θ θ θ θ θ 

sin6cssin:

==   

  + 

  

  ∴

dy

dx

ma!a dida&at!an ,

 satuan

d  s

6

1

16

cs6

sin6

=

   

  −− 

  

  =

−=

=∴ ∫ π 

π 

θ 

θ θ 

=. Luas Permu!aan 2enda Putar.

Luas Permu!aan yang terbentu! leh &er&utaran busur y=f(x)( suatu !ur"a

!ntinu( se!eliling sebuah garis yang sebidang $sumbu%. 2ila !ur"a di&utar 

 &ada sumbu x  diantara x=x1 dan x=x

ma!a luas &ermu!aan da&at ditentu!an dengan rumusan sbb,

Page 23: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 23/31

Untu! menghitung luas &emu!aan ini ma!a &erlu di&enggal/&enggal se&erti

gambar beri!ut ,

 ji!a F x  → ( ma!adx

ds y

dx

dAπ ≈

;ebagaimana di!etahui &ada &erhitungan &anjang !ur"a( dimana

   

  +=

1dx

dy

dx

ds( ma!a

   

  +=

1dx

dy y

dx

dAπ 

#a!a(

dxdx

dy y A

 x

 x∫ 

   

  +=  

1

1π 

5nth ,

Tentu!an luas &ermu!aan yang terjadi ji!a busur &arabla  x y   = = (

'i!a sebuah elemen busur se/&anjang F ssatuan di&utar!an( ma!a a!an di&erlehsebuah &ita ti&is seluas FA. 3ida&at

 s y A   δ  π δ     .≈

3engan membagi !edua rumus di atas

dengan F x( dida&at!an x

 s y

 x

 A

δ  

δ  π 

δ  

δ  ≈

Page 24: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 24/31

dengan > y ( di antara + * dan + * di&utar!an mengelilingi sumbu x.

Penyelesaian ,

∴  dxdxdy y A ∫ 

 

  

  +=  

1π 

∴   x y   = =  

1

  x y =⇒   ⇒   xdx

dy x

dx

dy  

1

=   

  ⇒=   −

∴  x

 x

 xdx

dy   11

+=+= 

  

  +  

∴  dx x

 x x A ∫ 

   

     +

  1

π 

  dx x

 x x∫ 

  +=

 

  1

1

1   %$

..7   π 

  dx x∫    += 

1

%$.7   π   

E6

%$.7

6

+=   xπ 

  * ( )   ( )[ ]=6

=−

π 

  [ ]   [ ]61.86

=7=

6

=   π π  =−=

  * :1.6 satuan6

Persamaan Parametri! Permu!aan Putaran

'i!a busur !ecil di&utar!an se&anjang F s( ma!a luas FA &ita !ecil yangterbentu! diberi!an leh(

 s y A   δ  π δ     .≈

0edua ruas dibagi dengan Ft ( di&erleh

 s y

 A

δ  

δ  π 

δ  

δ  .≈

'i!a Ft →( hubungan ini menjadi

dt 

ds y

dt 

dA.π ≈

Page 25: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 25/31

tinjau lagi &ersamaan &anjang !ur"a &arametri!(

   

  + 

  

  =∴

dt 

dy

dt 

dx

dt 

ds

ma!a(

   

  + 

  

  =∴

dt 

dy

dt 

dx y

dt 

dAπ 

dt dt 

dy

dt 

dx y A ∫ 

   

  + 

  

  =∴  

1

θ 

θ π 

5nth ,

Tentu!an luas &emu!aan yang terbentu! ji!a busur !ur"a 6(6   t t  xt  y   −==  di

antara =t    dan 1=t    di&utar!an mengelilingi sumbu BC sebanya! D

radian.

Penyelesaian ,

6::6   t 

dt 

dyt 

dt 

dyt  y   = 

 

 

 

 →=→=∴

( )616666   t t 

dt 

dxt t  x   −=−=→−=∴

( )7

1<   t t dt 

dx+−= 

  

  ∴

  7

6:<1=<   t t t dt 

dy

dt 

dx ++−=   

  + 

  

  

( )   dt t t  A

∫   ++=∴

  1

1<6π 

  ( ) ( )∫ ∫    +=+=  1

1

71=11=   dt t t dt t t    π π 

 9

7=

19

=1=

9

1

6

11=

961=

1

9π 

π π π    ==

+=

+  t t 

satuan

<. #men( Pusat #asa $Titi! 2erat%

Page 26: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 26/31

3ua massa( masing/masing sebesar m1  dan m yang dileta!!an &ada &a&an

seimbang dan berjara! d 1  dan d  dari titi! &enyangga &ada bagian/bagian

 berbeda $lihat gambar%

  m1  m

  d 1  d 

  m1  m

 

  m

   x

 ;yarat !eseimbangan adalah   * .

m1  m  m6  m7  mn/1  mn

   x1   x   x6   x7   xn/1   xn

'i!a !rdinat titi! seimbang  x, dimana mmen sistem terhada& titi! ini

harus nl( bera&a !rdinat x titi! seimbang

  ( ( (   ...11   =−++−+−   nn   m x xm x xm x x

  Atau

nnn   m xm xm xm xm xm x   +++=+++   ...... 111

ma!a di&erleh

Rumus seimbang ,11   md md    =

'i!a bandmil berim&it dengan titi! asalma!a( !rdinat x1 dari m1 ada/lah x1*/d 1 dandari m  adalah   d  x   =   ma!a diberi!an(

11   =+   m xm x

>asil!ali massa m  dan jara! berara&  darisuatu titi! tertentu dinama!an momen.

∑=

=+++=n

iiinn   m xm xm xm x ) 

111   ...

Ini dinama!an pusat masa( titi! dengan!rdinat + ini adalah titi! seimbang yangdi&erleh sebagai hasil bagi mmen sistemterhada& titi! asal dan jumlah massa.

Page 27: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 27/31

 ∑

=

===n

ii

n

iii

m

m x

m

 )  x

1

1

 3istribusi massa yang !ntinu &ada suatu garis

  J x

 

a b

  #a!a mmen    terhada& titi! asal ,

∫ ∫ 

==b

a

b

a

 x

 x x

m

 )  x

%$

%$

δ  

δ  

3istribusi massa &ada 2idang

Perhati!an n massa titi! nmmm   (...(( 1 yang terleta! &ada titi!/titi! 

( ) ( ) ( )nn   y x y x y x   ((...(((( 11   &ada bidang yang memili!i sebuah sistem

!rdinat &ada gambar di bawah.

 

0rdinat/!rdinat   y x (  titi! berat sistem tersebut adalah

1m

%($ 66   y x6m

%($ nn   y x

%($ 66   y x

%($   y x

m

%($ 11   y x

'i!a !e&adatan di x adalah F$ x% dgn aturanK potong,&ampiri, integral* ma!a(

 x xm   ∆≈∆   %$δ      x x x )    ∆≈∆   %$δ 

∫ =  b

adx xm   %$δ   ∫ =

  b

adx x x )    %$δ  

7m

%($ 77   y x

'umlah mmen  y )  dan  x )    masing/masing terhada& sumbu  x  dan sumbu  yditentu!an sbb,

∑=

=n

i

ii y   m x ) 1

  ∑=

=n

i

ii x   m y ) 1

Page 28: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 28/31

=

===n

ii

n

iii

 y

m

m x

m

 )  x

1

1  ∑

=

===n

ii

n

iii

 x

m

m y

m

 )  y

1

1

#encari &usat massa $titi! berat% se&tng lem&eng ti&is yang rata dengan

mengangga& lem&engan ti&is $lamina% hmgen( berarti !e&adatan δ adalah

!nstan. Untu! suatu lem&engan hmgen si!u em&at &usat masa berim&it

dengan &usat gemetrinya se&erti gambar di bawah ini.

;e&tngan lamina$lem&engan ti&is% hmgen yang dibatasi leh

%$((   x  f   yb xa x   ===

 dan%$ x g  y =( dengan

%$%$   x  f   x g    ≤

.Ptnglah lamina ini menjadi jalur/jalur yang sejajar dengan sumbu  y se&erti

gambar di bawah. 'alur ini dapat dianggap berbentu! segi empat ( sehingga

massa masing/masing jalur da&at diangga& ter&usat &ada gemetri &adanya.

0emudian &apirila& dan a!hirnya ji!a →∆ x  ma!a da&at dintegral+an.

  [ ]   x x g  x  f  m   ∆−≈∆   %$%$δ    [ ] dx x g  x  f  m  b

a∫    −=   %$%$δ  

Page 29: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 29/31

[ ]   x x g  x  f   x )  y   ∆−≈∆   %$%$δ    [ ]dx x g  x  f   x )   b

a y   ∫    −=   %$%$δ  

[ ]   x x g  x  f   x g  x  f  

 )  x   ∆−+

≈∆   %$%$

%$%$δ    [ ]  dx x g  x  f   x ) 

b

a x   ∫    −=   %$%$

δ 

3engan cara ini a!an dihasil!an !rdinat titi! berat   y x (  yaitu

m

 )  x

  y=   (m

 )  y   x=

#a!a(

m

 )  x

  y=[ ]

[ ]

[ ]

[ ]  dx x g  x  f  

dx x g  x  f   x

dx x g  x  f  

dx x g  x  f   x

b

a

b

a

b

a

b

a

∫ ∫ 

∫ ∫ 

−=

−=

%$%$

%$%$

%$%$

%$%$

δ  

δ  

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]  dx x g  x  f  

dx x g  x  f  

dx x g  x  f  

dx x g  x  f  

m

 )  y

b

a

b

a

b

a

b

a x

∫ 

∫ 

∫ 

∫ −

−=

−==

%$%$

%$%$

1

%$%$

%$%$

δ 

δ 

5nth ,

Tentu!an sentrid $titi! berat% daerah yang dibatasi 6 x y =  dan  x y = .

Penyelesaian ,

1. #encari batas integral ,

∴   x x   =6 ⇒   6 =− x x  ⇒  

: =− x x  

∴  1( 1   ==   x x

3engan memasu!!an nilai  x &ada &ersamaan 6 x y =  dan  x y =  sehingga

s!etsa gra4i! dida&at sebagai beri!ut ,

Page 30: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 30/31

. Titi! sentrid

 x

[ ]

[ ] dx x x

dx x x x

∫ 

∫ −

= 1

6

1

6

*  1

7E6

1

9E9

76

99

 x x

 x x

 *1

9

91

 * 9

1

( )   ( )[ ][ ] dx x x

dx x y

∫ 

∫ −

−=

1

6

1

66

1

=   [ ]

[ ] dx x x

dx x x

∫ 

∫ −

−1

6

1

:

1

 8

6

19

=9

19

8

11

8

==

=

 x x

1. Pusat Gra"itas suatu benda &utaran

Untu! mencari &sisi &usat gra"itasi suatu benda yang terbentu! ji!a bentu! 

 bidang yang dibatasi leh !ur"a %$ x  f   y = ( sumbu x ( dan rdinat &ada a x  =

dan b x =  diputar+an mengelilingi sumbu x.

3ari &iringan/&iringan elementer 

dijumlah!an mmen "lumenya

$massanya% terhada& sumbu B( ma!a

da&at dihitung x

 ( yaitu

∫ ∫ 

=b

a

b

a

dx y

dx xy x

 ( = y

Page 31: Penggunaan Integral elektro udayana

8/10/2019 Penggunaan Integral elektro udayana

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-integral-elektro-udayana 31/31

5nth ,Tentu!an &sisi &usat gra"itasi dari benda yang terbentu! ji!a bidang yang

dibatasi leh !ur"a 1: =+  y x ( sumbu x( dan rdinat &ada x * 1dan x * 6

di&utar mengelilingi sumbu x.

Penyelesaian ,

∫ ∫ =∴

6

1

6

1

dx y

dx xy x ( = y

∫ ∫ ∫    −=−=∴  6

1

66

1

6

1

%1:$%1:$   dx x xdx x xdx xy

     

   −− 

  

   −=

−=

7

1=

7

=18

7=

6

1

7   x

 x   77:7   =−=

  ∫ ∫    −=∴  6

1

6

1

%1:$   dx xdx y

( )      

   −−−=

−=6

11:<7=

61:

6

1

6 x x

6

16=

=<.1

6

16

77 ==∴  x M

!rdinatnya &usat gra"itasi adalah , ( )M=<.1