Sonora.ID – Berikut beberapa contoh soal pemuaian panjang, beserta jawaban dan pembahasannya yang dapat dijadikan materi untuk belajar di rumah.
Pemuaian panjang adalah salah satu materi yang dipelajari dalam ilmu fisika.
Materi ini memaparkan tentang alterasi panjang suatu benda yang diakibatkan adanya panas suhu, sehingga menimbulkan perubahan pada panjang benda tersebut.
Pemuaian adalah peristiwa perubahan dimensi atau ukuran suatu benda akibat perubahan suhu.
Pemuaian dapat terjadi dalam tiga kondisi, yaitu pemuaian panjang (hanya dialami zat padat), pemuaian luas (hanya dialami zat padat) dan pemuaian volume (dialami zat padat, cair dan gas).
Pemuaian panjang adalah pemuaian yang terjadi saat suatu benda karena menerima kalor.
Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada.
Contohnya adalah kawat kecil dan kabel listrik yang memanjang ketika menerima panas.
Nah, tak perlu berlama-lama, beriktu 10 contoh soal pemuaian panjang, beserta jawaban dan pembahasannya.
1. Suatu benda yang dibuat dari bahan baja mempunyai panjang 1000 cm. Berapa pertambahan panjang baja tersebut jika terjadi pergantian suhu sebesar 50°C?
Pembahasan:
Diketahui :
L0 = 1000 cm
∆T = 50 °C
Α = 12 × 10-6 °C-1
Yang ditanyakan : ∆L = ...?
Jawab:
L = L0(1 + α∆T)
L = L0 + l0α∆T
L – L0 = l0α∆T
∆L = l0α∆T
∆L = 1000 × 12 × 10-6 × 50
∆L = 0,6 cm
2. Suatu logam kuningan mempunyai koefisien muai panjang 1,9 × 10-6/°C. Batang kuningan sepanjang 40cm dipanaskan sampai suhu 130°C. Apabila suhu awal batang kuningan 30°C, maka berapakah panjang batang kuningan yang sekarang?
Pembahasan
Diketahui:
L0 = 40cm
ΔT = 130°C - 30°C
= 100°C
Α = 1,9 ⨯ 10-5/°C
Ditanyakan: L?
Jawab:
L0(1 + αδt)
= 40cm(1 + (1,9 × 10-5/°C)(100°C)
= 40cm(1 + 1,9 ⨯ 10-3)
= 40cm + 0,076cm
= 40,076cm
3. Batang tembaga sepanjang 50cm memiliki suhu awal 27°C. Koefisien muai panjang tembaga 1,8 ⨯ 10-5/°C. Panjang tembaga pada suhu 77°C adalah ... Cm
Pembahasan:
Diketahui:
L0 = 50cm
ΔT = 77°C - 27°C
= 50°C
Α = 1,8 ⨯ 10-5/°C
Ditanyakan: L ?
Jawab:
L0(1 + αδt)
= 50 cm (1 + (1,8 ⨯ 10-5/°C)(50°C))
= 50 cm (1 + 9 ⨯ 10-4)
= 50 cm + 0,045cm
= 50,045 cm
4. Diketahui suatu baja mempunyai koefisien muai panjang sebanyak 1,1 ⨯ 10-5/°C. Baja tersebut memiliki panjang awal 50cm kemudian dipanaskan hingga suhu 256 °C sehingga panjangnya menjadi 50,11cm. Berapa suhu mula-mula baja tersebut?
Pembahasan
Diketahui:
Informasi penting disajikan secara kronologis
Lihat Breaking News
L0 = 50cm
L = 50,11cm
Α = 1,1 ⨯ 10-5/°C
T = 256°C
Ditanyakan: T0 ?
Jawab:
Cari terlebih dahulu nilai perubahan panjang baja untuk disubtitusikan ke dalam rumus muai panjang untuk mencari nilai perubahan suhu.
ΔL = L - L0
= 50,11cm - 50cm
= 0,11cm
0,11 : (50) (1,1 x 10-5)
0,11 : (5,5 x 10-4
= 200 cm
ΔT = T - T0
T0 = T - ΔT
= 256°C - 200°C
= 56°C
5. Suatu bejana mempunyai volume 1 liter pada suhu 25 derajat Celcius. Apabila koefisien muai panjang bejana 2 × 10-5/oc, maka tentukan volume bejana pada suhu 75 derajat Celcius!
Pembahasan:
Diketahui:
Γ = 3α = 3 × 2 × 10-5/oc = 6 × 10-5/oc
∆T = 75oc – 25oc = 50 derajat Celcius
V0 = 1 L
Ditanyakan: V = …?
Jawab:
V = V0(1 + γ × ∆T)
V = 1(1 + 6 × 10-5 × 50)
V = 1(1 + 3 × 10-3)
V = 1(1 + 0,003)
V = 1 × 1,003
6. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C?
Pembahasan:
Diketahui :
L0 = 1000 cm
∆T = 50 °C
α = 12 × 10-6 °C-1 (lihat di tabel koefisien muai panjang)
Ditanyakan : ∆L = ...?
Jawab:
L = L0(1 + α∆T)
L = L0 + L0α∆T
L – L0 = L0α∆T
∆L = L0α∆T
∆L = 1000 × 12 × 10-6 × 50
∆L = 0,6 cm
Jadi, pertambahan panjang benda tersebut sebesar 0,6 cm.
7. Pada suhu 30oC sebuah pelat besi luasnya 10 m2. Apabila suhunya dinaikkan menjadi 90oC dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/oC, maka tentukan luas pelat besi tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
A0 = 10 m2
T0 = 30oC
T = 90oC
∆T = T – T0 = 90 – 30 = 60oC
α = 0,000012/oC
β = 2α = 2 × 0,000012/oC = 0,000024/oC
Ditanyakan: A = …?
Jawab:
A = A0(1 + β × ∆T)
A = 10(1 + 0,000024 × 60)
A = 10(1 + 0,00144)
A = 10 × 1,00144