Mathematics Commons^™

Scalar Wave Scattering By Two-Layer Radial Inhomogeneities, Umaporn Nuntaplook, John Adam

Mathematics & Statistics Faculty Publications

It is shown that the iteration technique gives a better approximation for the problem with long wavelengths.

Rheological Signatures In Limit Cycle Behaviour Of Dilute, Active, Polar Liquid Crystalline Polymers In Steady Shear, M. Gregory Forest, Panon Phuworawong, Qi Wang, Ruhai Zhou

Mathematics & Statistics Faculty Publications

We consider the dilute regime of active suspensions of liquid crystalline polymers (LCPs), addressing issues motivated by our kinetic model and simulations in Forest et al. (Forest et al. 2013 Soft Matter 9, 5207-5222 (doi:10.1039/c3sm27736d)). In particular, we report unsteady two-dimensional heterogeneous flow-orientation attractors for pusher nanorod swimmers at dilute concentrations where passive LCP equilibria are isotropic. These numerical limit cycles are analogous to longwave (homogeneous) tumbling and kayaking limit cycles and two-dimensional heterogeneous unsteady attractors of passive LCPs in weak imposed shear, yet these states arise exclusively at semi-dilute concentrations where stable equilibria are nematic. The results in Forest …

Complex Absorbing Potential Method For Dirac Operators. Clusters Of Resonances, Jimmy Kungsman, Michael Melgaard

Articles

For both nonrelativistic and relativistic Hamiltonians, the Complex Absorbing Potential (CAP) method has been applied extensively to calculate resonances in Physics and Chemistry. We study clusters of resonances for the perturbed Dirac operator near the real axis and, in the semiclassical limit, we establish the CAP method rigorously by showing that resonances are perturbed eigenvalues of the nonselfadjoint CAP Hamiltonian, and vice versa.

Length Effects Of A Built-In Flapping Flat Plate On The Flow Over A Traveling Wavy Foil, Nansheng Liu, Yan Peng, Xiyun Lu

Mathematics & Statistics Faculty Publications

Flow over the traveling wavy foil with a built-in rigid flapping plate at its trailing edge has been numerically studied using the multi-relaxation-time Lattice Boltzmann method and immersed boundary method. The effect of the plate length on the propulsive performance such as the thrust force, energy consumption, and propeller efficiency has been investigated. Three modes (body force dominated, body and tail force competing and tail force dominated modes) have been identified that are associated with different hydrodynamics and flow structures. It is revealed that there exists a better performance plate length region and, within this region, a high propeller efficiency …

Network-Based Assessments Of Percolation-Induced Current Distributions In Sheared Rod Macromolecular Dispersions, Feng Shi, Simi Wang, M. Gregory Forest, Peter J. Mucha, Ruhai Zhou

Mathematics & Statistics Faculty Publications

Conducting high-aspect-ratio rods with 1-10 nm-scale diameters dispersed in poorly conducting matrices at extremely low, O(1%), volume fractions induce dramatic gains in bulk conductivity at rod percolation threshold. Experimentally [Nan, Shen, and Ma, Annu. Rev. Mater. Res., 40 (2010), pp. 131-151], bulk conductivity abandons the prepercolation, linear scaling with volume fraction that follows from homogenization theory [Zheng et al., Adv. Funct. Mater., 15 (2005), pp. 627-638], and then postpercolation jumps orders of magnitude to approach that of the pure rod macromolecular phase as predicted by classical percolation theory [Stauffer and Aharony, Introduction to Percolation Theory, CRC …

Relative Equilibria Of Isosceles Triatomic Molecules In Classical Approximation, Damaris Miriam Mckinley

Theses and Dissertations (Comprehensive)

In this thesis we study relative equilibria of di-atomic and isosceles tri-atomic molecules in classical approximations with repulsive-attractive interaction. For di-atomic systems we retrieve well-known results. The main contribution consists of the study of the existence and stability of relative equilibria in a three-atom system formed by two identical atoms of mass $m$ and a third of mass $m_3$, constrained in an isosceles configuration at all times.

Given the shape of the binary potential only, we discuss the existence of equilibria and relative equilibria. We represent the results in the form of energy-momentum diagrams. We find that fixing the masses …

Viscosity Dependence Of Faraday Wave Formation Thresholds, Lisa Michelle Slaughter

Physics

This experiment uses an electromagnetic shaker to produce standing wave patterns on the surface of a vertically oscillating sample of silicon liquid. These surface waves, known as Faraday waves, form shapes such as squares, lines, and hexagons. They are known to be dependent upon the frequency and amplitude of the forcing as well as on the viscosity and depth of the liquid in the dish. At a depth of 4mm and for various silicon liquids having kinematic viscosities of 10, 20, and 38 cSt, we determined the acceleration at which patterns form for frequencies between 10 and 60 Hz. For …

Rainich-Type Conditions For Null Electrovacuum Spacetimes Ii, Charles G. Torre

Research Vignettes

In this second of two worksheets I continue describing local Rainich-type conditions which are necessary and sufficient for the metric to define a null electrovacuum. In other words, these conditions, which I will call the null electrovacuum conditions, guarantee the existence of a null electromagnetic field such that the metric and electromagnetic field satisfy the Einstein-Maxwell equations. When it exists, the electromagnetic field is easily constructed from the metric. In this worksheet I consider the null electrovacuum conditions which apply when a certain null geodesic congruence determined by the metric is twisting. I shall illustrate the these conditions using a …

Efektivitas Sekolah Menengah Kejuruan Berstandar Iso 9001:2008 Terhadap Pencapaian Standar Isi, Standar Proses, Dan Standar Kompetensi Lulusan, Yeni Ratih Pratiwi

Jurnal Pendidikan Sains

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan efektivitas pencapaian standar isi, standar proses, dan standar kompetensi lulusan pada Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) yang telah menerapkan standar mutu ISO 9001:2008 dan SMK yang belum menerapkannya, baik pada sekolah negeri maupun swasta. Pengumpulan data dilakukan menggunakan kuesioner tertutup dengan skala Likert. Analisis data menggunakan uji ANOVA satu arah dengan bantuan program SPSS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan efektivitas antara SMK negeri berstandar ISO dan SMK swasta berstandar ISO (p = 0,001), antara SMK negeri berstandar ISO dan SMK negeri belum berstandar ISO (p = 0,000), serta antara SMK negeri berstandar ISO dan …

Pengembangan Buku Kerja Materi Eksponen Bercirikan Rme Untuk Siswa Smk Teknik, Sri Widowati

Jurnal Pendidikan Sains

Tujuan penelitian pengembangan ini adalah menghasilkan buku kerja berbahasa Inggris materi eksponen yang bercirikan Realistic Mathematics Education (RME) untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) teknik kelas X serta memenuhi kriteria valid, praktis dan efektif. Proses validasi ahli dilakukan untuk mengetahui tingkat kevalidan buku kerja yang dihasilkan. Proses uji coba dilakukan untuk mengetahui tingkat kepraktisan dan keefektifan dari buku kerja yang dihasilkan. Berdasarkan proses validasi, diperoleh hasil bahwa buku kerja yang dihasilkan memenuhi kategori valid. Sedangkan dari proses uji coba diperoleh bahwa keterlaksanaan pembelajaran dengan menggunakan buku kerja berada pada kriteria praktis. Selain itu, rata-rata siswa memberikan respon positif dan hasil …

Peer Mediated Instruction And Intervention (Pmii) Tipe Classwide Peer Tutoring (Cwpt) Dan Kemampuan Akademik Pada Pembelajaran Ipa Biologi Smk, Hamsiah Hamsiah

Jurnal Pendidikan Sains

Pembelajaran IPA di SMKN 1 Bontang masih didominasi dengan strategi belajar konvensional yaitu metode belajar dengan ceramah. Hal ini berdampak terhadap hasil belajar kognitif IPA biologi yang cenderung masih rendah karena siswa belum terlatih menjadi pebelajar yang mandiri, sehingga inovasi pembelajaran PMII tipe CWPT dapat digunakan sebagai terobosan untuk mengembangkan hasil belajar kognitif. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui penerapan strategi CWPT dan kemampuan akademik pada pembelajaran IPA Biologi SMK. Penelitian eksperimen semu dengan rancangan pretest-posttest Nonequivalent Control Group. Hasil penelitian, yaitu: (1) ada pengaruh CWPT terhadap hasil belajar kognitif, (2) ada pengaruh kemampuan akademik terhadap hasil belajar kognitif, dan (3) …

Degradasi Anaerob Sampah Organik Dengan Bioaktivator Effective Microorganism-5 (Em-5) Untuk Menghasilkan Biogas, Metri Dian Insani

Jurnal Pendidikan Sains

Tujuan penelitian ini adalah untuk: (1) menganalisis perbedaan penggunaan tongkol jagung, kelaras pisang, dan kulit pisang dengan penambahan kotoran sapi terhadap tekanan biogas, (2) menganalisis perbedaan penggunaan tongkol jagung, kelaras pisang, dan kulit pisang dengan penambahan kotoran sapi terhadap lama waktu nyala api biogas yang dihasilkan, dan (3) menganalisis perbedaan penggunaan tongkol jagung, kelaras pisang, dan kulit pisang dengan penambahan kotoran sapi terhadap rasio C/N akhir. Penelitian eksperimen didesain menggunakan rancangan acak lengkap (RAL), dengan tiga perlakuan masing-masing dalam 3 kali ulangan. Hasil penelitian membuktikan bahwa: (1) terdapat perbedaan tongkol jagung, kelaras pisang, dan kulit pisang dengan penambahan kotoran sapi …

Pengaruh Penggunaan Peta Konsep Dalam Pembelajaran Inkuiri Terbimbing Ditinjau Dari Kemampuan Bernalar Siswa Kelas Xi, Agung Wahyudi

Jurnal Pendidikan Sains

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengetahui perbedaan hasil belajar fisika antara siswa yang belajar menggunakan pembelajaran inkuiri terbimbing melalui peta konsep (PITPK) dan siswa yang belajar menggunakan pembelajaran inkuiri terbimbing (PIT); (2) menguji interaksi antara model pembelajaran dan kemampuan bernalar terhadap hasil belajar fisika; (3) mengetahui efektivitas PITPK dibandingkan PIT pada siswa dengan kemampuan bernalar tinggi; dan (4) mengetahui efektivitas PITPK dibandingkan PIT pada siswa dengan kemampuan bernalar rendah. Penelitian ini menggunakan rancangan faktorial 2 × 2 dengan teknik pengambilan sampel simple random sampling. Instrumen penelitian meliputi instrumen perlakuan berupa silabus, RPP, dan lembar observasi keterlaksanaan pembelajaran, serta instrumen pengukuran …

Pengaruh Penerapan Model Pembelajaran Pemerolehan Konsep Dipadu Pembelajaran Kooperatif Stad Terhadap Prestasi Belajar, Keaktifan, Dan Respons Siswa Pada Pembelajaran Ikatan Kimia, Putri Ridha Ilahi

Jurnal Pendidikan Sains

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan: (1) prestasi belajar siswa menggunakan model pembelajaran pemerolehan konsep dipadu pembelajaran kooperatif STAD dan prestasi belajar siswa menggunakan model pembelajaran pemerolehan konsep dalam pembelajaran konvensional; (2) keaktifan siswa menggunakan model pembelajaran pemerolehan konsep dipadu pembelajaran kooperatif STAD dan keaktifan siswa menggunakan model pembelajaran pemerolehan konsep dalam pembelajaran konvensional; (3) respon siswa terhadap pembelajaran pemerolehan konsep dipadu pembelajaran kooperatif STAD dan respon siswa terhadap pembelajaran pemerolehan konsep dalam pembelajaran konvensional. Penelitian ini menggunakan rancangan penelitian deskriptif dan rancangan eksperimen semu (quasy experiment design). Data prestasi belajar dikumpulkan menggunakan tes objektif dan koefisien reliabilitas dihitung dengan …

Pengaruh Pendekatan Genius Learning Berbasis Kerja Ilmiah Terhadap Prestasi Belajar Fisika Ditinjau Dari Pengetahuan Awal Siswa Smpn 13 Balikpapan Tahun 2012, Suliyono Suliyono

Jurnal Pendidikan Sains

Penguasaan konsep-konsep fisika siswa akan lebih optimal apabila pendidik menerapkan strategi pembelajaran yang mampu meningkatkan keaktifan dan motivasi belajar siswa dengan tetap berlandaskan pada pendekatan konstruktivis. Pendekatan Genius Learning Berbasis Kerja Ilmiah (GLBKI) diyakini mampu menjawab tuntutan perkembangan pendidikan serta mempermudah siswa dalam mempelajari konsep-konsep fisika. Penelitian ini bertujuan untuk menguji perbedaan prestasi belajar fisika antara siswa yang belajar menggunakan pendekatan Genius Learning Berbasis Kerja Ilmiah dan siswa yang belajar menggunakan pembelajaran konvensional. Penelitian ini menggunakan desain eksperimen dengan pemberian perlakuan berupa pendekatan GLBKI pada kelas eksperimen yang dipilih secara acak, sedangkan kelas kontrol diberikan pembelajaran konvensional. Data prestasi belajar …

Pengaruh Model Pembelajaran Arias Dan Arias Dipadu Peta Konsep Terhadap Kemampuan Berpikir Kritis, Kognitif, Dan Afektif, Ismail Ismail

Jurnal Pendidikan Sains

Model pembelajaran Assurance, Relevance, Interest, Assessment, dan Satisfaction (ARIAS) dipadu peta konsep dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis, kognitif, dan afektif. Penelitian bertujuan untuk menguji pengaruh model pembelajaran ARIAS, ARIAS dipadu peta konsep, dan peta konsep terhadap kemampuan berpikir kritis, kognitif, dan afektif. Data penelitian dikumpulkan melalui tes uraian dan lembar observasi. Hasil analisis data menunjukkan bahwa nilai rata-rata kemampuan berpikir kritis, kognitif dan afektif untuk kelompok model pembelajaran ARIAS dipadu Peta Konsep tergolong kategori sangat baik, kelas perlakuan pembelajaran ARIAS, dan kelas perlakuan Peta Konsep termasuk kategori baik.

Relevansi Soft Skill Yang Dibutuhkan Dunia Usaha/Industri Dengan Yang Dibelajarkan Di Sekolah Menengah Kejuruan, Didik Suryanto

Jurnal Pendidikan Sains

Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan relevansi soft skill yang dibutuhkan oleh dunia usaha dan industri dengan soft skill yang dibelajarkan di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) di Kabupaten Blitar. Instrumen penelitian yang digunakan berupa angket atau kuesioner. Data dianalisis menggunakan teknik analisis deskriptif kuantitatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat sejumlah soft skill yang relevan antara kebutuhan dunia usaha/industri dan pembelajaran di SMK menurut persepsi guru dan siswa, yaitu: (a) kejujuran dan sikap perilaku yang baik, (b) rasa tanggung jawab, (c) disiplin waktu, (d) kemampuan bekerja secara aman, (e) ketangguhan atau kegigihan dalam bekerja, (f) kemampuan mengatasi stres, (g) kemandirian atau tidak …

Penggunaan Media Bangun Geometri Untuk Menanamkan Konsep Penjumlahan Pecahan, Nanik Ulfa

Jurnal Pendidikan Sains

Pemahaman konsep merupakan aspek penting dalam pembelajaran matematika. Untuk menanamkan pemahaman konsep pada siswa yang masih berada pada tahap berpikir konkret, diperlukan bantuan media pembelajaran yang akrab dengan siswa. Dalam penelitian ini, media yang digunakan adalah media bangun geometri bidang. Penggunaan media tersebut diharapkan mampu menciptakan suasana pembelajaran yang menyenangkan serta mendorong keterlibatan aktif siswa dalam proses pembelajaran. Pembelajaran dilaksanakan melalui tiga tahap, yaitu: (1) tahap awal untuk mengecek pengetahuan prasyarat siswa, (2) tahap inti, pada tahap ini siswa memanipulasi media bangun geometri sesuai dengan panduan dalam Lembar Kerja Siswa (LKS) yang disusun oleh peneliti, dan (3) tahap penutup, yaitu …

Pengembangan Media Pembelajaran Interaktif Untuk Membangun Pemahaman Konsep Garis Singgung Persekutuan Dua Lingkaran, Vivin Nur Afidah

Jurnal Pendidikan Sains

Media pembelajaran interaktif yang dikembangkan adalah media pembelajaran interaktif yang dirancang berdasarkan karakteristik pembelajaran dengan bantuan komputer/Computer Assisted Instruction (CAI) tipe tutorial. Dirancang berdasarkan teori beban kognitif yaitu meminimalkan pemrosesan beban kognitif extraneous, mengatur pemrosesan beban kognitif intrinsic, dan mengembangkan pemrosesan beban kognitif germane. Penelitian pengembangan mengikuti model pengembangan 4D yaitu define (pendefinisian), design (perancangan), develop (pengembangan), dan disseminate (penyebarluasan). Simpulannya adalah (1) hasil validasi oleh ahli dan praktisi menilai media pembelajaran interaktif yang dikembangkan valid, (2) hasil pengamatan aktivitas guru dan siswa menunjukkan media pembelajaran interaktif memenuhi kriteria kepraktisan, (3) hasil kuis menunjukkan sebagian besar siswa mencapai tingkat pemahaman …

Keefektifan Gambar Statis, Gambar Dinamis Ball-And-Stick, Dan Model Molekul Sederhana Yang Dibuat Dari Jarum Pentul Pada Pembelajaran Bentuk Dan Kepolaran Molekul, Muhammad Ardiansyah

Jurnal Pendidikan Sains

Tujuan penelitian ini adalah untuk membandingkan keefektifan gambar statis, gambar dinamis ball-and-stick, dan model molekul sederhana dibuat dari jarum pentul ditinjau dari hasil belajar kognitif siswa pada pembelajaran bentuk dan kepolaran molekul. Data penelitian adalah skor hasil belajar kognitif siswa yang dikumpulkan dengan menggunakan tes pilihan ganda yang terdiri dari 35 item dengan validitas isi tes sebesar 87,6%, dan koefisien reliabilitas, dihitung dengan rumus KR-21, sebesar 0,90. Data penelitian dianalisis menggunakan statistik uji t. Hasil penelitian menunjukkan bahwa skor hasil belajar kognitif siswa yang diperoleh dari pembelajaran bentuk dan kepolaran molekul dengan menggunakan model molekul sederhana dibuat dari jarum pentul …

Why Rozenzweig-Style Midrashic Approach Makes Rational Sense: A Logical (Spinoza-Like) Explanation Of A Seemingly Non-Logical Approach, Olga Kosheleva, Vladik Kreinovich

Departmental Technical Reports (CS)

A 20 century German Jewish philosopher Franz Rosenzweig promoted a new approach to knowledge, an approach in which in addition to logical reasoning, coming up with stories with imagined additional details is also important. This approach is known as midrashic since it is similar to the use of similar stories -- known as midrashes -- in Judaism. While stories can make the material interesting, traditionally, such stories are not viewed as a serious part of scientific discovery. In this paper, we show that this seemingly non-logical approach can actually be explained in logical terms and thus, makes perfect rational sense.

Characterization Of The Drilling Via The Vibration Augmenter Of Rotary-Drills And Sound Signal Processing Of Impacted Pipe As A Potential Water Height Assessment Tool, Nicholas Morris

STAR Program Research Presentations

The focus of the internship has been on two topics: a) Characterize the drilling performance of a novel percussive augmenter – this drill was developed by the JPL’s Advanced Technologies Group and its performance was characterized; and b) Examine the feasibility of striking a pipe as a means of assessing the water height inside the pipe. The purpose of this investigation is to examine the possibility of using a simple method of applying impacts to a pipe wall and determining the water height from the sonic characteristic differences including damping, resonance frequencies, etc. Due to multiple variables that are relevant …

Geometry Of The Universe And Its Relation To Entropy And Information, Ioannis Haranas, Ioannis Gkigkitzis

Physics and Computer Science Faculty Publications

In an effort to investigate a possible relation between geometry and information, we establish a relation of the Ricci scalar in the Robertson-Walker metric of the cosmological Friedmann model to the number of information 𝑁 and entropy 𝑆.This is with the help of a previously derived result that relates the Hubble parameter to the number of information 𝑁.We find that the Ricci scalar has a dependence which is inversely proportional to the number of information 𝑁 and entropy 𝑆. Similarly, a nonzero number of information would imply a finite Ricci scalar, and therefore space time will unfold. Finally, using the …

Conservation Of Energy Implies Conservation Of Momentum: How We Can Explain Conservation Of Momentum To Before-Calculus Students, Eric Freudenthal, Eric Hagedorn, Olga Kosheleva

Departmental Technical Reports (CS)

In solving physics problems, it is often important to use the laws of conservation of energy and momentum. While most people have intuitive understanding of energy and of its conservation, there is usually no intuition behind momentum, and known textbook derivations of conservation of momentum use calculus -- which is usually taught after momentum. In this paper, we show how the law of conservation of momentum can be explained to before-calculus student: by using the fact that this law can be derived from the more intuitive conservation of energy if we consider energy in different coordinate systems.

Scitech Book News Reviews, Susan Fingerman

Sci-Tech News

No abstract provided.

Field Control Of The Surface Electroclinic Effect In Liquid Crystal Displays, Dana Hipolite

Physics

Liquid crystals (LCs) are a fascinating class of materials exhibiting a range of phases intermediate between liquid and crystalline. Smectic LCs consist of elongated molecules arranged in a periodic stack (along z) of liquid like layers. In the smectic-A (Sm-A) phase, the average molecular long axis (director) points along z. In the smectic-C (Sm-C) phase, it is tilted relative to z, thus picking out a special direction within the layers. Typically, the Sm-A* to Sm- C* transition will occur as temperature is decreased. In chiral smectics (Sm-*A or Sm-C*) it is possible to induce director titling (i.e. the Sm-C* phase) …

The Spacetime Geometry Of A Null Electromagnetic Field, Charles G. Torre

Presentations and Publications

We give a set of local geometric conditions on a spacetime metric which are necessary and sufficient for it to be a null electrovacuum, that is, the metric is part of a solution to the Einstein-Maxwell equations with a null electromagnetic field. These conditions are restrictions on a null congruence canonically constructed from the spacetime metric, and can involve up to five derivatives of the metric. The null electrovacuum conditions are counterparts of the Rainich conditions, which geometrically characterize non-null electrovacua. Given a spacetime satisfying the conditions for a null electrovacuum, a straightforward procedure builds the null electromagnetic field from …

Generalized Finite-Difference Time-Domain Schemes For Solving Nonlinear Schrödinger Equations, Frederick Ira Moxley Iii

Doctoral Dissertations

The nonlinear Schrödinger equation (NLSE) is one of the most widely applicable equations in physical science, and characterizes nonlinear dispersive waves, optics, water waves, and the dynamics of molecules. The NLSE satisfies many mathematical conservation laws. Moreover, due to the nonlinearity, the NLSE often requires a numerical solution, which also satisfies the conservation laws. Some of the more popular numerical methods for solving the NLSE include the finite difference, finite element, and spectral methods such as the pseudospectral, split-step with Fourier transform, and integrating factor coupled with a Fourier transform. With regard to the finite difference and finite element methods, …

Relations Between Distorted And Original Angles In Str, Florentin Smarandache

Branch Mathematics and Statistics Faculty and Staff Publications

Using the Oblique-Length Contraction Factor, which is a generalization of Lorentz Contraction Factor, one shows several trigonometric relations between distorted and original angles of a moving object lengths in the Special Theory of Relativity.

Topics In Electromagnetic, Acoustic, And Potential Scattering Theory, Umaporn Nuntaplook

Mathematics & Statistics Theses & Dissertations

With recent renewed interest in the classical topics of both acoustic and electromagnetic aspects for nano-technology, transformation optics, fiber optics, metamaterials with negative refractive indices, cloaking and invisibility, the topic of time-independent scattering theory in quantum mechanics is becoming a useful field to re-examine in the above contexts. One of the key areas of electromagnetic theory scattering of plane electromagnetic waves — is based on the properties of the refractive indices in the various media. It transpires that the refractive index of a medium and the potential in quantum scattering theory are intimately related. In many cases, understanding such scattering …