Contoh Soal Pemuaian Luas Beserta Pembahasannya

 Pada artikel ini kita akan mempelajari Contoh Soal Muai Luas Beserta Pembahasannya dengan cara yang mudah dan jelas agar dapat dipahami

Contoh Soal Pemuaian Luas Beserta Pembahasannya

tugassains.com – Pemuaian atau yang dikenal dengan muai merupakan sebuah fenomena perubahan bentuk dari suatu banda baik itu menyusut ataupun memanjang(bertambah) yang dapat dijelaskan secara hukum sains dan dapat kita hitung menggunakan rumus.

Baca Juga: Contoh Soal Pemuaian Panjang Beserta Jawabannya

Pemuain terjadi dapat mengakibatkan perubahan baik itu perubahan panjang, luas dan volume dimana hal tersebut dapat kita pelajari dalam pelajaran Fisika pada artikel ini.

Pemuaian ini banyak diterapkan di berbagai hal seperti pemasangan kabel listrik di siang hari yang dipasang mengendur agar ketika malam kabel tidak terputus akibat

Rumus Pemuaian Luas

Untuk menghitung sebuah pemuaian luas kita memerlukan rumus sebagai dasar dalam melakukan perhitungan untuk mencari besar pemuaian baik itu penyusutan ataupun perubahan luas, adapun rumus yang digunakan sebagai berikut:

Keterangan:

• A : luas benda setelah dipanaskan, meter persegi (m²).
• A₀: luas benda mula-mula saat dingin, meter persegi (m²).
• β : koefisien muai luas benda, per derajat celcius (/°C).
• α :  koefisien muai panjang benda, per derajat celcius (/°C).
• ΔA : pertambahan luas benda, meter persegi (m²).
• ΔT : perubahan temperatur/suhu benda, derajat celcius (/°C).

Besar satuan Luas dapat berupa cm² ataupun m² yang perlu diperhatikan yaitu besar satuan harus diubah
hingga besar satuan sama atau sejenis.

Contoh Soal Pemuaian Luas

1. Logam P mempunyai luas 1m² dengan suhu mula-mula sebesar 27°C. Pak Rudi membakar logam tersebut di dalam tungku hingga suhunya berubah menjadi 423 K. Jika α bernilai  1,8 ⨯ 10^-5/°C. Maka luas logam saat mencapai temperatur 423 K sebesar …… m².

Jawab:

diketahui:
α = 1,8 ⨯ 10^-5/°C
T₀ = 27°C
T = 423 K -273

K = 150°C
A₀ = 1m² 

ΔT = T – T₀ = 150°C – 27°C = 123°C

β = 2α = 2 ⨯ 1,8 ⨯ 10^-5/°C = 3,6 ⨯ 10^-5/°C

ditanya: luas logam akhir saat suhu 423 K (A)?

Penyelesaian:

A = A₀(1 + βΔT)
   = 1 (1 + 3,6 ⨯ 10^-5/°C ⨯ 123)
   = 1(1 + 0,004428)
   = 1 + 0,004428
   = 1,004428 m² 

Jadi besar luas logam tersebut saat dipanaskan pada suhu 423 K sebesar 1,004428 m².

2. Lempeng tembaga sepanjang 20 cm dipanaskan hingga luasnya bertambah 0,17cm². Koefisien muai panjang tembaga 1,7 ⨯ 10^-5/°C. Tembaga dipanaskan dari suhu awal 13°C hingga mencapai suhu 63°C. Tentukan lebar tembaga mula-mula!

Jawab:

diketahui:
α = 1,7 ⨯ 10^-5/°C
T₀ = 13°C
T = 63°C
A₀ = 0,17cm² 
p₀ = 20cm

Hitung besar perubahan suhu tembaga:
ΔT = T – T₀ = 63°C – 13°C = 50°C

Mencari besar koefisien muai luas:
β = 2α
   = 2 ⨯ 1,7 ⨯ 10^-5/°C
   = 3,4 ⨯ 10^-5/°C

ditanya: lebar lempengan tembaga mula-mula (l₀)?

Penyelesaian:

Untuk mencari besar lebar awal lempengan tembaga dapat kita hitung dengan menggunakan rumus.

Jadi lebar lempengan tembaga sebelum dipanaskan sepanjang 5cm.

3. Sebuah logam besi memiliki luas sepanjang 40cm², kemudian terjadi perubahan suhu pada logam besi sebesar 100°C. Apabila luas permukaan besi bertambah 0,16cm², hitunglah besar koefisien muai luas besi!

Jawab:

diketahui:
A₀ = 40cm² 
ΔA = 0,16cm² 
ΔT = 100°C

ditanya: Besar Koefisien muai Luas Besi (β)?

Penyelesaian:

Jadi besar koesfisien muai luas besi sebesar 0,00004/°C.

4. Suatu plat logam memiliki luas 5 m² pada suhu 20°C, jika plat logam dipanaskan hingga mencapai 80°C dan mengalami pertambahan luas sebesar 66cm². Hitunglah koefisien muai luas dan muai panjang
dari plat logam tersebut!

Jawab:

diketahui:
A₀ = 5m² 
ΔA = 0,16cm² 
ΔT = 100°C

Baca Juga: Contoh Soal Pemuaian Panjang Beserta Jawabannya

Jangan lupa bagikan dan semoga bermafaat terima kasih.