Contoh Soal Pemuaian Panjang Beserta Jawabannya

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?

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.

Baca Juga :

Modulus Young (Pengertian, Rumus dan Contoh Soal)

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

Baca Juga :

Kumpulan Contoh Soal Titik Berat Benda

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.

Originally posted 2020-10-30 07:54:00.