Contoh Soal Pemuaian Panjang Beserta Jawabannya - tugassains.com

Pada artikel ini berisi mengenai Contoh Soal Pemuaian Panjang Beserta Jawabannya dikerjakan dengan cara yang jelas dan mudah agar dapat di pahami

Contoh Soal Pemuaian Panjang Beserta Pembahasannya

tugassains.com - Pemuaian atau Muai merupakan salah satu proses fisika yang menjelaskan mengenai perubahan panjang suatu benda yang disebabkan oleh adanya panas suhu yang menyebabkan perubahan panjang benda tersebut.

Pemuaian ini dapat dijelaskan secara ilmiah dan dapat kita amati pada beberapa hal disekitar kita seperti pemasangan kabel listrik yang dipasang mengendur di siang hari agar tidak putus ketika malam karena kabel listrik mengerut akibat perubahan suhu.

Baca Juga Contoh Soal Pemuaian Luas Beserta Pembahasannya

Seperti pada pemasangan kaca yang di beri jarak agar tidak pecah ketika lembaran kaca mengalami perubahan panjang akibat pemuaian. Sehingga adanya pemuaian panjang atau muai panjang wajib dipelajari karena erat kaitannya antara kehidupan dengan fisika.

Rumus Pemuaian Panjang

Untuk dapat menghitung perubahan nilai panjang yang disebabkan oleh pemuaian kita dapat menghitungnya dengan rumus muai panjang berikut ini:

Keterangan:

L : panjang benda setelah dipanaskan, meter persegi (m).
L₀: panjang benda mula-mula saat dingin, meter persegi (m).
α :  koefisien muai panjang benda, per derajat celcius (/°C).
ΔL : pertambahan panjang benda, meter persegi (m).
ΔT : perubahan temperatur/suhu benda, derajat celcius (/°C).

Besar satuan panjang dapat berupa cm ataupun m yang perlu diperhatikan yaitu besar satuan harus diubah hingga besar satuan sama atau sejenis.

Contoh Soal Pemuaian Panjang

1. 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 

Penyelesaian:
Diketahui:
 L₀ = 50cm
 ΔT = 77°C - 27°C
       = 50°C
   α = 1,8 ⨯ 10^-5/°C

Ditanyakan: L? (Panjang tembaga setelah dipanaskan) 
Jawab:

L = L₀(1 + αΔT) 
   = 50cm(1 + (1,8 ⨯ 10^-5/°C)(50°C))
   = 50cm(1 + 9 ⨯ 10^-4) 
   = 50cm + 0,045cm
   = 50,045cm

Jadi panjang batang tembaga pada suhu 77°C adalah 50,045cm.

2. Sebuah logam kuningan memiliki koefisien muai panjang 1,9 × 10^-5/°C. Batang kuningan sepanjang
40cm dipanaskan hingga suhu 130°C. Jika suhu awal batang kuningan 30°C berapa panjang batang kuningan sekarang?

Penyelesaian
Diketahui:
 L₀ = 40cm
 ΔT = 130°C - 30°C
       = 100°C
   α = 1,9 ⨯ 10^-5/°C

Ditanyakan: L? (Panjang kuningan setelah dipanaskan) 
Jawab:

L = L₀(1 + αΔT)
   = 40cm(1 + (1,9 × 10^-5/°C)(100°C)
   = 40cm(1 + 1,9 ⨯ 10^-3)
   = 40cm + 0,076cm
   = 40,076cm

Jadi panjang batang kuningan setelah dipanaskan yaitu 40,076cm.

3. Batang kaca sepanjang 1 meter dipanaskan mencapai suhu 110°C, setelah dipanaskan ternyata panjang kaca menjadi 100,072cm. Berapa koefisien muai panjang kaca jika memiliki suhu awal 30°C?

Penyelesaian:
Diketahui:
 L₀ = 1 m
      = 100cm
 L  = 100.072cm
 ΔT = 110°C - 30°C
       = 80°C

Ditanyakan: α? (Koefisien muai panjang kaca)
Jawab:

ΔL = L - L₀
      = 100,072cm - 100cm
      = 0,072cm

Jadi koefisien muai panjang kaca sebesar 9 ⨯ 10^-6/°C.

4. Seutas kawat tembaga dengan panjang 50cm terkena paparan panas hingga 120°C ternyata kawat tembaga bertambah panjang 0,085cm. Jika kawat tembaga memiliki suhu awal 20°C berapa koefisien muai panjang tembaga?

Penyelesaian:
Diketahui:
L₀ = 50cm
ΔL = 0,085cm
ΔT = 120°C - 20°C
      = 100°C

Ditanyakan: α? (Koefisien muai panjang tembaga)
Jawab:

Jadi koefisien muai panjang kaca sebesar 1,7 ⨯ 10^-5/°C.

5. Batang besi dipanaskan hingga suhu 70°C pada suhu tersebut batang besi bertambah panjang 0,19mm. Jika panjang mula-mula besi tersebut  20cm dengan koesisien muai panjang besi 1,9 ⨯ 10^-5/°C, berapa suhu mula-mula besi tesebut?

Penyelesaian
Diketahui:
L₀ = 20cm
ΔL = 0,19mm
      = 0,019cm
α = 1,9 ⨯ 10^-5/°C
T = 70°C

Ditanyakan: T₀ ? (suhu mula-mula besi)
Jawab:

Hitung terlebih dahulu besar perubahan suhu pada logam besi sebelum mencari suhu mula-mula.

Karena suhu akhir besi dan besar perubahan suhu sudah diketahui kita dapat mencari dengan mengurangkan besar suhu akhir dengan besar perubahan suhu atau delta T.

ΔT = T - T₀
 T₀ = T - ΔT
      = 70°C - 50°C
      = 20°C

Jadi suhu mula-mula besi tersebut yaitu 20°C.

6. Diketahui sebuah baja memiliki koefisien muai panjang 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? 

Penyelesaian
Diketahui:
L₀ = 50cm
  L = 50,11cm
  α = 1,1 ⨯ 10^-5/°C
  T = 256°C

Ditanyakan: T₀ ? (suhu mula-mula baja)
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

Setelah diketahui besar perubahan panjang baja subtitusikan ke dalam rumus untuk mencari besar perubahan suhu.

Langkah terakhir cari besar suhu awal dengan mengurangkan besar suhu akhir dengan besar perubahan suhu baja

ΔT = T - T₀
 T₀ = T - ΔT
      = 256°C - 200°C
      = 56°C

Jadi suhu mula-mula besi tersebut yaitu 56°C.

7. Batang kaca sepanjang 100cm pada suhu 30°C. Agar batang kaca memuai menjadi 100,09cm. Suhu harus dinaikkan menjadi berapa....°C.(jika koefisien muai panjang kaca 9 ⨯ 10^-6/°C)

Penyelesaian
Diketahui:
L₀ = 100cm
  L = 100,09cm
ΔL = L - L₀
      = 100,09cm - 100cm
      = 0,09cm
   α = 9 ⨯ 10^-6/°C
T₀ = 30°C

Ditanyakan: T? (suhu akhir batang kaca)
Jawab:

ΔT = T - T₀
T = ΔT + T₀
   = 100°C + 30°C
   = 130°C

Jadi suhu akhir kaca harus menjadi 130°C.

Baca Juga Contoh Soal Pemuaian Luas Beserta Pembahasannya

Jangan lupa bagikan dan semoga bermanfaat terima kasih.