Pertanyaan
Jika vektor posisi suatu benda r dan vektor momentum linear benda tersebut p secara berturut-turut dinyatakan dalam bentuk r=2k+2j+i dengan satuan m p=-2i+2j-4k dengan satuan kgm/s Tentukan a. Nilai dari divr b. Nilai dari curl p c. Vektor momentum sudut L beserta satuannya yang tegak lurus yektor posisi r dan vektor momentum p.
Solusi
Jawaban
a. Nilai dari divrDivr adalah operator divergensi yang mengukur seberapa banyak suatu medan vektor mengalir keluar dari suatu tit ruang. Dalam kasus ini, vektor posisi r diberikan dalam bentuk komponen kartesius sebagai r = 2k + 2j + i. Untuk menghitung divr, kita perlu menghitung turunan parsial dari setiap komponen vektor r terhadap koordinat x, y, dan z, dan kemudian menjumlahkan hasilnya.Divr = ∇ · r = ∂r/∂x + ∂r/∂y + ∂r/∂zDalam kasus ini, kita memiliki:∂r/∂x = 1∂r/∂y = 2∂r/∂z = 2Jadi, divr = 1 + 2 + 2 = 5.b. Nilai dari curl pCurl adalah operator rotasi yang mengukur seberapa banyak suatu medan vektor berputar di sekitar suatu titik dalam ruang. Dalam kasus ini, vektor momentum linear p diberikan dalam bentuk komponen kartesius sebagai p = -2i + 2j - 4k. Untuk menghitung curl p, kita perlu menghitung turunan parsial silang dari setiap komponen vektor p terhadordinat x, y, dan z, dan kemudian menjumlahkan hasilnya.Curl p = ∇ x p = (∂p/∂y - ∂p/∂z)i + (∂p/∂z - ∂p/∂x)j + (∂p/∂x - ∂p/∂y)Dalam kasus ini, kita memiliki:∂p/∂y = 2∂p/∂z = -4∂p/∂x = -2∂p/∂z = 2∂p/∂x = -2Jadi, curl p = (2 - (-4))i + (2 - (-2))j + (-2 - 2)k = 6i + 4j - 4k.c. Vektor momentum sudut L beserta satuannya yang tegak lurus yektor posisi r dan vektor momentum p.Vektor momentum sudut L didefinisikan sebagai L = r x p, di mana x menunjukkan produk silang. Dalam kasus ini, kita memiliki:L = r x p = (2k + 2j + i) x (-2i + 2j - 4k)Untuk menghitung produk silang, kita menggunakan aturan determinan:L = ( + 2j + i) x (-2i + 2j - 4k) = (2j - 4k)i - (2i + 4k)j + (2i + 2j)kJadi, vektor momentum sudut L adalah L = (2j - 4k)i - (2i + 4k)j + (2i + 2j)k. Satuan dari vektor momentum sudut L adalah kgm²/s.