Gradien, Divergensi, dan Curl

dokumen-dokumen yang mirip
Diferensial Vektor. (Pertemuan V) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Diferensial Vektor. (Pertemuan V) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Aljabar Vektor. Sesi XI Vektor 12/4/2015

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

Perkalian Titik dan Silang

Bab 1 Vektor. A. Pendahuluan

Teorema Divergensi, Teorema Stokes, dan Teorema Green

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

Pertemuan : 4 Materi : Fungsi Bernilai Vektor dan Gerak Sepanjang Kurva Bab II. Diferensial Kalkulus Dari Vektor

9.1. Skalar dan Vektor

Pertemuan Minggu ke Keterdiferensialan 2. Derivatif berarah dan gradien 3. Aturan rantai

ALJABAR LINEAR DAN MATRIKS. MODUL 10 Kalkulus Vektor. Zuhair Jurusan Teknik Informatika Universitas Mercu Buana Jakarta 2007 年 12 月 30 日 ( 日 )

Rudi Susanto

Program Studi Teknik Mesin S1

ANALISIS VEKTOR. Aljabar Vektor. Operasi vektor

Medan Elektromagnetik 3 SKS. M. Hariansyah Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor

Dosen Pengampu : Puji Andayani, S.Si, M.Si, M.Sc

Muatan Listrik. Kelistrikan yang teramati dapat dipahami karena pada masing-masing benda yang berinteraksi mempunyai muatan listrik.

Muatan Listrik dan Hukum Coulomb

Diferensial Vektor. (Pertemuan III) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

1 Energi Potensial Listrik

TOPIK 1. Hukum Coulomb. Fisika Dasar II TIP, TP, UGM 2009 Ikhsan Setiawan, M.Si.

Uraian Kompetensi Inti, Kompetensi Dasar, dan Indikator

BAB VIII LISTRIK STATIS

Linear Lokal = Mempunyai Turunan

Fisika Dasar. Pertemuan 11 Muatan & Gaya Elektrostatis

BAB I Muatan Listrik dan Hukum Coulomb

Listrik Statis Paket A

Dosen Pengampu : Puji Andayani, S.Si, M.Si, M.Sc

Xpedia Fisika DP SNMPTN 05

PENGANTAR KALKULUS PEUBAH BANYAK. 1. Pengertian Vektor pada Bidang Datar

Lembar Kerja Siswa. Konsep Listrik Statis. Kelas IX IPA. Kurikulum Identitas/Judul. Interaksi Dua Benda Bermuatan Terhadap Jaraknya

BAB I VEKTOR DALAM BIDANG

Catatan Kuliah FI2101 Fisika Matematik IA

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Persamaan Kontinuitas dan Persamaan Gerak

Integral Tak Tentu. Modul 1 PENDAHULUAN

BINOVATIF LISTRIK DAN MAGNET. Hani Nurbiantoro Santosa, PhD.

Mata Kuliah: Fisika Komputerisasi

Keep running VEKTOR. 3/8/2007 Fisika I 1

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

BAB II VEKTOR DAN GERAK DALAM RUANG

Rudi Susanto

Mata Kuliah : ELEKTROMAGNETIKA I Kode Kuliah : FEG2C3 Semester : Genap 2014/2015 Kredit : 3 SKS

Kalkulus Multivariabel I

Muatan Listrik dan Hukum Coulomb

OLEH: I MADE TISNA SAGITA

integral = 2 . Setiap fungsi ini memiliki turunan ( ) = adalah ( ) = 6 2.

Kinematika Gerak KINEMATIKA GERAK. Sumber:

Muatan Listrik, Hukum Coulomb

BAB 3 DINAMIKA GERAK LURUS

Massa m Muatan q (±) Menghasilkan: Merasakan: Tinjau juga Dipol p. Menghasilkan: Merasakan:

BAB III TENSOR. Berdasarkan uraian bab sebelumnya yang telah menjelaskan beberapa

Pertemuan : 9 Materi : Teorema Green Bab IV. Teorema Green, Teorema Divergensi Gauss, dan Teorema Stokes

Modul 6 berisi pengertian integral garis (kurva), sifat-sifat dan penerapannya. Pengintegralan sepanjang kurva, kita harus memperhatikan arah kurva,

KINEMATIKA 1. Fisika Dasar / Fisika Terapan Program Studi Teknik Sipil Salmani, ST., MS., MT.

KINEMATIKA 1. Fisika Dasar / Fisika Terapan Program Studi Teknik Sipil Salmani, ST., MS., MT.

KELAS:. KERJAKAN PADA LEMBAR INI UNTUK SEMUA SOAL GUNAKAN ATURAN ANGKA PENTING KECUALI ADA PETUNJUK LAIN

KERJA DAN ENERGI. 4.1 Pendahuluan

DIFERENSIASI VEKTOR. Fungsi Vektor

mendeskripsikan muatan listrik untuk memahami gejala-gejala listrik statis serta kaitannya dalam kehidupan sehari-hari.

Listrik Statis. Gambar 1 Benjamin Franklin

Magnet adalah suatu benda yang memiliki gejala dan sifat dapat mempengaruhi bahan-bahan tertentu yang berada di sekitarnya.

BAB I PENDAHULUAN. Analisis fungsional merupakan salah satu cabang dari kelompok analisis

II LANDASAN TEORI. Misalkan adalah suatu fungsi skalar, maka turunan vektor kecepatan dapat dituliskan sebagai berikut :

FISIKA 2015 TIPE C. gambar. Ukuran setiap skala menyatakan 10 newton. horisontal dan y: arah vertikal) karena pengaruh gravitasi bumi (g = 10 m/s 2 )

Pesawat Terbang. gaya angkat. gaya berat

Strategi Pengajaran Sains dengan Analogi Suatu Metode Alternatif Pengajaran Sains Sekolah

Dibuat oleh invir.com, dibikin pdf oleh

Aljabar Linear Elementer

Doc. Name: SBMPTN2015FIS999 Version:

BAB 1 ANALISA SKALAR DANVEKTOR

MUATAN, MEDAN DAN POTENSIAL LISTRIK DEPARTEMEN FISIKA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

SATUAN ACARA PERKULIAHAN

TOPIK 3. Potensial Listrik. Fisika Dasar II TIP, TP, UGM 2009 Ikhsan Setiawan, M.Si.

ELEKTROMAGNETIKA. Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2007

Pertemuan : 7 Materi : Integral Garis dan Teorema Dasar Integral Garis Bab III. Integral Kalkulus Dari Vektor

2 A (C) - (D) - (E) -

BAB II PENGANTAR SOLUSI PERSOALAN FISIKA MENURUT PENDEKATAN ANALITIK DAN NUMERIK

Kuliah 3: TURUNAN. Indah Yanti

SILABUS. Religius Jujur Toleransi Disiplin Mandiri Rasa ingin tahu Tanggung jawab. 1 / Silabus Fisika XI / Kurikulum SMA Negeri 5 Surabaya

Matematika Semester IV

Tetes Minyak Milikan

BAB I TEORI DASAR LISTRIK

Bab LISTRIK STATIS. Bab 7 Listrik Statis 131. (Sumber: Dok. Penerbit)

Dosen Pengampu : Puji Andayani, S.Si, M.Si, M.Sc

MA1201 MATEMATIKA 2A Hendra Gunawan

Bab 3 Medan Listrik. A. Pendahuluan

Pembahasan Simak UI Fisika 2012

Pelatihan Ulangan Semester Gasal

Pembahasan a. Kecepatan partikel saat t = 2 sekon (kecepatan sesaat) b. Kecepatan rata-rata partikel saat t = 0 sekon hingga t = 2 sekon

TUJUAN :Mahasiswa memahami konsep ilmu fisika, penerapan besaran dan satuan, pengukuran serta mekanika fisika.

Materi dan Soal : USAHA DAN ENERGI

Turunan Fungsi dan Aplikasinya

Analisis Vektor. Modul 1

MA1201 MATEMATIKA 2A Hendra Gunawan

Materi Pembinaan. Terdapat dua jenis muatan listrik: muatan positif dan muatan negatif. Besar gaya antara dua muatan diberikan oleh hukum Coulomb:

Suryadi Siregar Metode Matematika Astronomi 2

PERSAMAAN BIDANG RATA

Ulangan Harian 1 : Elektrostatis 1

MEDAN MAGNET KEMAGNETAN ( MAGNETOSTATIKA )

Transkripsi:

GRADIEN, DIVERGENSI, DAN CURL Materi pokok pertemuan ke 8 : 1. Operator Del 2. Gradien 3. Turunan berarah URAIAN MATERI Operator Del Operator del merupakan operator pada diferensial vektor yang disimbolkan dengan (nabla), yang didefinisikan dalam bentuk turunan parsial, yaitu: Operator del ini bermanfaat untuk mencari gradien, divergensi, dan curl. Gradien Tahukah Anda apa itu gaya listrik? Apabila penggaris digosokkan ke rambut kemudian didekatkan pada potongan-potongan kertas, maka potongan kertas tersebut akan ditarik ke penggaris plastik. Gaya tarik-menarik yang terjadi tersebut disebut gaya listrik. Gaya listrik terjadi karena kekuatan muatan listrik. Penggaris yang digosokkan pada rambut akan bermuatan negatif. Penggaris didekatkan ke potongan kertas yang bermuatan positif, maka penggaris akan menarik potongan kertas tersebut. Jadi, gaya listrik adalah gaya tarik-menarik atau tolak-menolak yang muncul akibat dua benda bermuatan listrik. Untuk mencari gaya listrik dapat digunakan rumus gradien dari fungsi skalar, dimana fungsi skalarnya adalah potensial dari medan gravitasi. 77

Berikut definisi gradien. Definisi Gradien Misalkan terdefinisi dan diferensiabel pada setiap titik dalam ruang R 3, maka gradien atau grad atau didefinisikan oleh Ingat bahwa gradien mengubah fungsi skalar menjadi fungsi vektor Selanjutnya, sifat-sifat gradien. Sifat-sifat gradien Misalkan dan adalah fungsi-fungsi skalar yang diferensiabel pada setiap titik dan c adalah bilangan real, maka berlaku: i. ii. iii. Bukti: i. 78

ii. Pembuktian iii. dijadikan tugas untuk Anda. Turunan Berarah Rumus gradien dikembangkan untuk mendefinisikan turunan berarah, yaitu Misalkan diferensiabel di. Maka memiliki turunan berarah di pada arah vektor satuan, yang diberikan oleh Bagaimana mencari harga maksimum dari turunan berarah? Pertama, kita lihat definisi perkalian titik vektor. Dari definisi perkalian titik vektor, diperoleh o ; adalah sudut antara dan Karena vektor satuan, maka, sehingga o o nilai ini akan maksimum jika o atau, yaitu jika searah dengan. Sehingga diperoleh o Jadi, harga maksimum dari turunan berarah sama dengan besar gradien. Harga maksimum dari adalah 79

CONTOH SOAL Agar lebih memahami materi di atas, pelajari contoh soal di bawah ini Contoh 1 Jika, carilah dan pada titik (2, -2, 1) Contoh 2 Jika, dimana carilah Jadi Contoh 3 Tentukanlah turunan berarah fungsi pada titik (1, 1, 2) dalam arah vektor U = i + 2j + 2k 80

Misalkan u sebagai vektor satuan dalam arah U Maka, turunan berarah yang dikehendaki adalah 4 LATIHAN TERBIMBING Kerjakan latihan berikut ini dengan melengkapi bagian yang kosong! Latihan 1 Misalkan, tentukanlah: a. pada titik (1,2,1) b. pada titik (1,2,1) c. n, jika n vektor satuan dari pada titik (1,2,1) a. b. c. Latihan 2 Jika, carilah U Misalkan Maka 81

Latihan 3 Carilah turunan berarah dari 2i - 3j + 6k pada (2, -1, 2) dalam arah Misalkan A = 2i - 3j + 6k adalah vektor arah Vektor satuan dalam arah A adalah Maka turunan berarah yang dikehendaki adalah LATIHAN MANDIRI Kerjakan latihan berikut di tempat kosong yang tersedia! Latihan 1 Jika dan, carilah (a) dan (b) pada titik (1, 0, -2) 82

Latihan 2 Buktikan Latihan 3 Hitunglah 83

Latihan 4 Tunjukkan bahwa Latihan 5 Carilah turunan berarah dari menuju (-3, 5, 6) pada titik (1, 1, -1) dalam arah 84

85

Kunci Jawaban Latihan 1 : (a) -4i + 9j, (b) -8i Latihan 3 : Latihan 5 : Kesimpulan Setelah mengerjakan soal-soal di atas buatlah kesimpulan dari materi ini pada tempat kosong di bawah 86

Materi pokok pertemuan ke 9 : 4. Divergensi 5. Curl 6. Medan Vektor Konservatif URAIAN MATERI Divergensi Perhatikan gambar di samping! Gambar apakah tersebut? Ya, balon gas. Carilah balon yang telah diisi udara! Perlahanlahan, buat beberapa lubang pada balon tersebut!, tekan balon dan rasakan gas yang bergerak keluar dengan kecepatan tertentu. Volume gas dalam balon akan berkurang seiring balon ditekan. Tahukah Anda berapa volume yang keluar tersebut? Untuk menentukannya, dapat digunakan rumus divergensi. Volume per detik dari gas yang keluar dari balon sama dengan divergensi dari kecepatan gas tersebut. Berikut definisi divergensi: Definisi Divergensi Misalkan vektor terdefinisi dan diferensiabel pada setiap titik. Divergensi dari atau div (, didefinisikan oleh: Divergensi mengubah fungsi vektor menjadi fungsi skalar 87

Nah, berikut sifat-sifat divergensi: Sifat-sifat divergensi: Misalkan dan adalah vektor-vektor yang kontinu dan diferensiabel terhadap dan, adalah fungsi skalar yang kontinu dan diferensiabel terhadap dan, serta a dan b adalah bilangan real, maka berlaku i. ii. iii. iv. Bukti: i. iv. 88

Pembuktian ii dan iii dijadikan tugas untuk Anda. Curl Coba tebak, gambar apakah di samping ini? Apakah Anda sudah pernah melihatnya? Gambar tersebut adalah kincir air. Kincir air selalu berputar dengan kecepatan konstan. Pada buku kerja 2, kita telah ketahui bahwa kecepatan linear dari perputaran kincir air sama dengan perkalian silang antara kecepatan sudut dengan vektor posisi jari-jari kincir tersebut. Berdasarkan teori tersebut, maka kita dapat menentukan berapa kecepatan sudut dari perputaran kincir air. Kecepatan sudut dari kincir air yang bergerak dengan kecepatan konstan sama dengan ½ curl dari kecepatan kincir pada setiap titik. Berikut definisi curl Definisi Curl Jika vektor terdefinisi dan diferensiabel pada setiap titik, maka curl dari atau rot, didefinisikan oleh: 89

Berikut ini sifat-sifat curl: Sifat-sifat curl: Misalkan dan adalah fungsi vektor-vektor yang kontinu dan diferensiabel terhadap dan, adalah fungsi skalar yang kontinu dan diferensiabel terhadap dan, dan a adalah bilangan real, maka berlaku: i. ii. iii. iv. v. vi. Bukti: i. 90

ii. Pembuktian iii, iv, v, dan vi dijadikan tugas untuk Anda Medan Vektor Konservatif Sebuah medan vektor yang dapat diturunkan dari sebuah medan skalar sehingga disebut sebuah medan vektor konservatif dan disebut potensial skalar. Jika, maka 91

CONTOH SOAL Agar lebih memahami materi di atas, pelajari contoh soal di bawah ini! Contoh 1 Jika dan. Carilah (a), (b) di titik (1, -1, 1) (a) (b) Contoh 2 Jika a. b. pada titik P(0,1,2), tentukanlah a. = 92

b. Contoh 3 Buktikan medan vektor adalah medan vektor konservatif. = Karena, maka F adalah medan vektor konservatif. LATIHAN TERBIMBING Kerjakan latihan berikut ini dengan melengkapi bagian yang kosong! Latihan 1 Tentukan divergensi F dengan 93

Latihan 2 Jika diketahui, tentukan Curl F = Latihan 3 Apakah konser konservatif. merupakan medan vektor Kar na maka F LATIHAN MANDIRI Kerjakan latihan berikut di tempat kosong yang tersedia! Latihan 1 Diketahui, carilah div (grad U) 94

Latihan 2 Tunjukkan bahwa dan 95

Latihan 3 Jika dan carilah grad (div ) di titik (1,1,1) Latihan 4 Misalkan turunan yang diperlukan ada dan kontinu, perlihatkan bahwa curl (grad ) = 0 96

Latihan 5 Untuk harga konstanta berapakah vektor adalah medan vektor konservatif. 97

Kunci Jawaban Latihan 1 : Latihan 3 : Latihan 5 : a = 4 Kesimpulan Setelah mengerjakan soal-soal di atas buatlah kesimpulan dari materi ini pada tempat kosong di bawah 98