Apa sih volume benda putar itu? Volume benda
putar di sini maksudnya suatu daerah yang dibatasi oleh beberapa kurva kemudian
diputar terhadap suatu garis tertentu yang biasanya diputar membakar
sumbu `X` atau sumbu `Y` dengan satu putaran penuh yaitu 360 derajat.
Berikut ilustrasi volume benda putar menggunakan
integral dengan memutar suatu daerah mengelilingi sumbu `X` seperti gambar
berikut ini:
Dari gambar ilustrasi di atas, gambar daerah pertama berupa
lingkaran diputar mengelilingi sumbu `X` sehingga terbentuk bangun ruang
kerucut, dan gambar daerah kedua berupa setengah lingkaran diputar mengelilingi
sumbu `X` sehingga terbentuk bangun ruang bola.
a. Pemutaran Mengelilingi Sumbu `X`
Misalkan R adalah daerah yang dibatasi oleh grafik fungsi `y=f(x)`,
sumbu `x`, dan garis-garis `x=a` dan `x=b`. Jika daerah itu diputar sejauh 360 derajat mengelilingi sumbu `x`, maka akan diperoleh sebuah benda putar yang volumenya
dapat ditentukan dengan rumus integral
`V=\pi\int_a^b y^2 dx`
b. Pemutaran Mengelilingi Sumbu `Y`
Untuk menentukan volume benda putar yang mengelilingi sumbu
y, caranya hampir sama dengan sumbu `x`. Mungkin perbedaannya terletak pada
fungsi dan batas-batasnya saja. Jika, mengelilingi sumbuk fungsinya adalah `y=f(x)`
maka jika mengelilingi sumbu `y` menjadi `x=g(y)`. Batas-batasnya juga demikian
jika pada sumbu `x` batas-batasnya `x=a` dan `x=b`, pada sumbu `y`
batas-batasnya adalah `y=c` dan `y=d`. Untuk lebih jelasnya sebagai berikut.
Misalkan R adalah daerah yang dibatasi oleh grafik fungsi `x=g(y)`, sumbu `y`, dan garis-garis `y=c` dan `y=d` diputar sejauh 360 derajat mengelilingi sumbu `y`. Maka, akan diperoleh sebuah benda putar yang volumenya dapat ditentukan dengan rumus integral
`V=\pi\int_a^b x^2 dy`
Contoh pemutaran mengelilingi sumbu `x`
Daerah yang dibatasi oleh garis `y=x+3`, sumbu `x`, `x=0`,
dan `x=3` diputar 360 derajat mengelilingi sumbu `x`. Besar volume benda putar
yang terjadi adalah ...
Penyelesaian
`V=\pi\int_0^3
(x+3)^2 dx`
`V=\pi\int_0^3
(x^2+6x+3) dx`
`V=\pi[(\frac{1}{3}x^3+3x^2+3x)]_0^3`
`V=\pi[(\frac{1}{3}(2)^3+3(2)^2+3(2))-
(\frac{1}{3}(0)^3+3(0)^2+3(0))]`
`V=\pi[(\frac{8}{3}+12+6)-0]`
`V=\pi[\frac{8}{3}+18]`
`V=\frac{62}{3}\pi`
Jadi, volume benda putar tersebut adalah `\frac{62}{3}\pi`
satuan volume.
Contoh pemutaran mengelilingi sumbu `y`
Hitunglah volume benda putar dari daerah yang dibatasi oleh
garis `y=\frac{1}{3}x`, sumbu `y`, `y=1` dan `y=2`, diputar sejauh 360 derajat mengelilingi
sumbu `y`!
Penyelesaian
Pertama kita ubah dulu persamaan `y=\frac{1}{3}x` menjadi `x=3y`
`V=\pi\int_1^2 (3y)^2 dy`
`V=\pi\int_1^2 9y^2 dy`
`V=\pi[\frac{9}{3}y^3]_1^2`
`V=\pi[3y^3]_1^2`
`V=\pi[3(2)^3-3(1)^3]`
`V=\pi[24-3]`
`V=21\pi`
Jadi, volume benda putar tersebut adalah 21𝜋 satuan volume.
Comments
Post a Comment