Mathematics III TS 4353 Class B

19
Herlina Setiyaningsih Civil Engineering Department Petra Christian University

description

Mathematics III TS 4353 Class B. Herlina Setiyaningsih Civil Engineering Department Petra Christian Universit y. Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353) Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1. PD Serentak (Simultan). f 1 (D)y + g 1 (D)z = h 1 (x) - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Mathematics III TS 4353 Class B

Page 1: Mathematics III TS 4353 Class B

Herlina SetiyaningsihCivil Engineering Department

Petra Christian University

Page 2: Mathematics III TS 4353 Class B

PD Serentak (Simultan)f1(D)y + g1(D)z = h1(x)

f2(D)y + g2(D)z = h2(x)

PD: ∆y = ∆1 dan ∆z = ∆2

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 3: Mathematics III TS 4353 Class B

Example 1PD: Dy – z = ex

y + (D+2)z = 0

Δy = Δ1 (D2 + 2D +1) y= 3ex

yc = e-x(c1+c2x)

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 4: Mathematics III TS 4353 Class B

Example 1 (Lanjutan)

PUPD: y = yc + yp y = e-x (c1 + c2x) + ¾ ex

Δz = Δ2 (D2 + 2D +1)z = -ex

zc = e-x(c3+c4x)

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

PUPD: z = zc + zp z = e-x (c3 + c4x) -1/4ex

Page 5: Mathematics III TS 4353 Class B

Example 1 (Lanjutan)y dan z masuk ke PD

D[e-x (c1 + c2x) + ¾ ex]- [e-x (c3 + c4x) -1/4ex]=ex

-e-x (c1 + c2x) + e-x c2 + ¾ ex -e-x c3 - e-x c4x + 1/4ex

= ex

e-x x (-c2 - c4) + e-x (-c1 + c2 - c3) = 0

-c2 - c4 = 0 c2 = - c4

-c1 + c2 - c3 = 0 c3 = -c1 + c2

PUPD: y = yc + yp y = e-x (c1 + c2x) + ¾ ex

PUPD: z = zc + zp z = e-x ((-c1 + c2 ) – c2x) -1/4ex

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 6: Mathematics III TS 4353 Class B

Example 2PD: (D+2)y = z

(D+1)z = 2y(D+2)y – z = 0-2y + (D+1)z = 0

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

= D2 + 3D

Page 7: Mathematics III TS 4353 Class B

Example 2 (Lanjutan)Δy = Δ1 (D2 + 3D) y= 0

yc = c1+c2e-3x

Δz = Δ2 (D2 + 3D) z= 0

zc = c3+c4e-3x

y dan z masuk ke PD(D+2)y – z = 0(D+2) (c1+c2e-3x) – (c3+c4e-3x) = 0

D(c1+c2e-3x) + 2c1 + 2c2e-3x– c3- c4e-3x = 0

0 - 3c2e-3x + 2c1 + 2c2e-3x– c3- c4e-3x = 0

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 8: Mathematics III TS 4353 Class B

e-3x(-3c2+ 2c2 - c4) + (2c1 – c3) = 0

-c2 - c4= 0 c2 = -c4

2c1 – c3 = 0 2c1 = c3

PUPD: y = c1 + c2e-3x

PUPD: z = 2c1- c2e-3x

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 9: Mathematics III TS 4353 Class B

PD Euler(ax+b)2 y” + p(ax+b)y’ + qy = f(x); a, b, p, q

konstanSubstitusi: ax+b = et t = ln (ax+b)

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 10: Mathematics III TS 4353 Class B

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 11: Mathematics III TS 4353 Class B

Example 1(2x+1)2y” – 2(2x+1)y’ – 12y = 6xSubst: 2x+1 = et t=ln(2x+1)

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 12: Mathematics III TS 4353 Class B

Example 1 (Lanjutan)

(4D2 – 8D – 12)y = 3et - 3PR: (4D2 – 8D – 12)y = 0 PK : 4k2 – 8k – 12 = 0

k2 – 2k – 3 = 0 (k-3)(k+1) = 0k = 3 dan k = -1

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 13: Mathematics III TS 4353 Class B

yc = c1 e-t + c2 e3t

PUPD: y = yc + yp

= c1 e-t + c2 e3t -3/16et + ¼

= c1 (2x+1)-1 + c2 (2x+1)3 - 3/16(2x+1) + ¼

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 14: Mathematics III TS 4353 Class B

Aplikasi Bidang T. SipilPada struktur dinamik dikenal adanya getaran.

Persamaan umum getaran pada struktur dinamik :

- perpindahan (x)- kecepatan- percepatan

Sistem getaran dibagi menjadi 4:1. Getaran bebas2. Getaran bebas dan teredam3. Getaran terpaksa 4. Getaran teredam & terpaksa

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 15: Mathematics III TS 4353 Class B

Sistem getaran dibagi menjadi 4:1. Getaran bebas

2. Getaran bebas dan teredam

3. Getaran terpaksa

4. Getaran teredam & terpaksa

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 16: Mathematics III TS 4353 Class B

Getaran Terpaksamy” + ky = Fo cos ωtyc = e0t(c1 cos ω0t + c2 sin ω0t )

yp = B1 cos ωt + B2 sin ωt

y’p = -B1 ω sin ωt + B2 ω cos ωt

y”p = -B1 ω2 cos ωt - B2 ω2 sin ωt

m (-B1 ω2 cos ωt - B2 ω2 sin ωt) + k (B1 cos ωt + B2 sin ωt) = Fo cos ωt

B1 (k-m ω2) cos ωt + B2(k-m ω2) sin ωt = Fo cos ωtB1 (k-m ω2) = Fo B1 = Fo/ k-m ω2 B2(k-m ω2) = 0 Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 17: Mathematics III TS 4353 Class B

PUPD:y = c1 cos ω0t + c2 sin ω0t + (Fo/ k-m ω2)cos ωt

Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 18: Mathematics III TS 4353 Class B

Getaran Terpaksa & Teredammy” + cy’ + ky = Fo sin ωtyc = ??

yp = B1 cos ωt + B2 sin ωt

y’p = -B1 ω sin ωt + B2 ω cos ωt

y”p = -B1 ω2 cos ωt - B2 ω2 sin ωt

m(-B1 ω2 cos ωt - B2 ω2 sin ωt)+c(-B1 ω sin ωt + B2 ω cos ωt ) + k (B1 cos ωt + B2 sin ωt) = Fo sin ωt

B1 = [(k-m ω2 ) Fo] / [(k-m ω2)2 + (c ω) 2]B2 = [-c ω Fo] / [(k-m ω2)2 + (c ω) 2]Jurusan Teknik Sipil Matematika III (TS 4353)

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Kristen Petra Bab 1

Page 19: Mathematics III TS 4353 Class B

Finish!!!!Bertemu di Integral

Rangkap