Contoh soal pemuaian panjang

1. Sebatang baja bersuhu 20oC memiliki panjang 40 cm. Koefisien muai panjang baja 10-5 oC-1. Pertambahan panjang baja dan panjang akhir baja pada suhu 70oC adalah…..
Pembahasan
Diketahui :
Pertambahan suhu (ΔT) = 70oC – 20oC = 50oC
Panjang awal (L1) = 40 cm
Koefisien muai panjang baja (a) = 10-5 oC-1
Ditanya : Pertambahan panjang (ΔL) dan panjang akhir (L2)
Jawab :
a) Pertambahan panjang (ΔL)
ΔL = α LΔT
ΔL = (10-5 oC-1)(40 cm)(50oC)
ΔL = (10-5)(2 x 103) cm
ΔL = 2 x 10-2 cm
ΔL = 2 / 102 cm
ΔL = 2 / 100 cm
ΔL = 0,02 cm

b) Panjang akhir (L2)
L2 = L1 +ΔL
L2 = 40 cm + 0,02 cm
L2 = 40,02 cm

2. Suatu logam mengalami perubahan suhu dari 30oC menjadi 80oC. Jika panjang akhir logam adalah 115 cm dan koefisien muai panjang logam 3.10-3 oC-1, maka panjang awal logam dan pertambahan panjang logam adalah…..
Pembahasan
Diketahui :
Pertambahan suhu (ΔT) = 80oC – 30oC = 50oC
Panjang akhir (L2) = 115 cm
Koefisien muai panjang logam (a) = 3.10-3 oC-1
Ditanya : Panjang awal (L1) dan pertambahan panjang (ΔL)
Jawab :
a) Panjang awal (L1)
Rumus pertambahan panjang :
ΔL = α L1 ΔT
Rumus panjang akhir :
L2 = L1 +ΔL
L2 = L1 + α  LΔT
L2 = L1 (1 + α ΔT)
115 cm = L1 (1 + (3.10-3 oC-1)(50oC)
115 cm = L1 (1 + 150.10-3)
115 cm = L1 (1 + 0,15)
115 cm = L1 (1,15)
L1 = 115 cm / 1,15
L1 = 100 cm

b) Pertambahan panjang (ΔL)
ΔL = L2 – L1
ΔL = 115 cm – 100 cm
ΔL = 15 cm

3. Ketika bersuhu 25oC panjang kaca adalah 50 cm. Setelah dipanaskan, panjang kaca menjadi 50,9 cm. Koefisien muai panjang kaca α = 9 x 10-6 C-1. Suhu akhir kaca adalah….
Pembahasan
Diketahui :
Panjang awal (L1) = 50 cm
Panjang akhir (L2) = 50,09 cm
Pertambahan panjang (ΔL) = 50,2 cm – 50 cm = 0,09 cm
Koefisien muai panjang kaca (α) = 9 x 10-6 oC-1
Suhu awal (T1) = 25oC
Ditanya : Suhu akhir kaca (T2)
Jawab :
ΔL = α  L1 ΔT
ΔL = α  L1 (T2 – T1)
0,09 cm = (9 x 10-6 oC)(50 cm)(T2 – 25 oC)
0,09 = (45 x 10-5)(T2 – 25)
0,09 / (45 x 10-5) = T2 – 25
0,002 x 105 = T2 – 25
2 x 102 = T2 – 25
200 = T2 – 25
T2 = 200 + 25
T2 = 225oC
Suhu akhir kaca adalah 225oC.

4. Logam dengan panjang awal 1 meter bertambah panjang menjadi 1,02 m setelah mengalami perubahan suhu sebesar 50 Kelvin. Tentukan koefisien muai panjang logam!
Pembahasan
Diketahui :
Panjang awal (L1) = 1 meter
Panjang akhir (L2) = 1,02 meter
Perubahan panjang (ΔL) = L2 – L1 = 1,02 meter – 1 meter = 0,02 meter
Perubahan suhu (ΔT) = 50 Kelvin = 50oC
Ditanya : Koefisien muai panjang logam
Jawab :
ΔL = α L1 ΔT
0,02 meter = α  (1 meter)(50oC)
0,02 = α  (50oC)
α  = 0,02 / 50oC
α = 0,0004 oC-1
α  = 4 x 10-4 oC-1

5. Panjang batang rel kereta api masing-masing 8 meter, dipasang pada suhu 30 oC. Koefisien muai batang  rel kereta api 12 × 10–6 /Co. Jika pada suhu 60 oC kedua batang rel tersebut saling bersentuhan maka panjang celah antara kedua rel pada suhu 30 oC adalah…
A. 5,76 mm
B. 3,24 mm
C. 1,20 mm
D. 0,8 mm
E. 0,6 mm
Pembahasan :

Diketahui :
Panjang awal (Lo) = 8 m
Suhu (T) awal = 30 oC
Suhu (T) akhir = 60 oC
Koefisien muai panjang = 12 x 10-6  /Co
Ditanya :
Panjang celah antara kedua batang rel
Jawab :
Hitung pertambahan panjang masing-masing batang rel :
Pemuaian - 1Masing-masing batang rel bertambah panjang 2,88 mm karenanya panjang celah antara kedua batang rel = 2 x 2,88 mm = 5,76 mm
Jawaban yang benar adalah A.

close

Daftar untuk dapat ebook fisika

We don’t spam! Read our privacy policy for more info.