9 Contoh soal Pemuaian
1. Selembar baja pada suhu 20oC memiliki ukuran seperti pada gambar. Jika koefisien muai panjang baja 10-5 oC-1 maka pertambahan luas pada suhu 60oC se…
A. 0,08 santimèt2
B. 0,16 santimèt2
Apeprè 0,24 santimèt2
D. 0,36 cm2
E. 0,64 cm2
Pembahasan
Li konnen :
Panjang baja = 40 cm
Lebar baja = 20 cm
Luas baja mula-mula (Ao) = (40)(20) = 800 santimèt2
Koefisien muai panjang (α) baja = 10-5 oC-1
Koefisien muai luas (β) = 2 x koefisien muai panjang (2α) = 2 x 10-5 oC-1
Perbedaan suhu (ΔT) = 60oC - 20oC = 40oC
Mande : Pertambahan luas baja pada suhu 60oC
Jawab :
Rumus pemuaian luas :
ΔA = βAo ΔT
Deskripsyon fòmil:
ΔA = pertambahan luas, β = koefisien muai luas, Ao = luas mula-mula, ΔT = perubahan suhu = suhu akhir – suhu awal
Pertambahan luas baja :
ΔA = βAo ΔT
ΔA = (2 x 10-5)(800)(40) = 0,64 santimèt
Repons ki kòrèk la se E.
2. Pelat besi pada suhu 20oC memiliki ukuran seperti gambar. Bila suhunya dinaikkan menjadi 100oC dan koefisien muai panjang besi 1,1 x 10-7 oC-1, maka luasnya sekarang menjadi…
A. 4,0000106 mèt2
B. 4,0000140 mèt2
C. 4,0000376 mèt2
D. 4,0000704 mèt2
Lès 4,0000726 mèt2
Pembahasan
Li konnen :
Panjang besi = 2 m
Lebar besi = 2 m
Luas besi mula-mula (Ao) = (2)(2) = 4 mèt2
Koefisien muai panjang (α) besi = 1,1 x 10-7 oC-1
Koefisien muai luas (β) = 2 x koefisien muai panjang (2α) = 2,2 x 10-7 oC-1
Perbedaan suhu (ΔT) = 100oC - 20oC = 80oC
Mande : Luas besi pada suhu 100oC
Jawab :
Pertambahan luas besi :
ΔA = βAo ΔT
ΔA = (2,2 x 10-7)(4)(80) = 704 x 10-7 = 0,0000704 m2
Luas besi :
Luas besi = luas awal + pertambahan luas
Luas besi = 4 m2 + 0,0000704m2
Luas besi = 4,0000704 m2
Repons ki kòrèk la se D.
3. Sebuah plat terbuat dari perunggu (α = 18.10-6 oC-1) pada suhu 0oC mempunyai ukuran seperti gambar. Jika plat tersebut dipanaskan sampai 80 oC, maka pertambahan luas plat adalah sebesar…
A. NAN-4 m2
B. NAN-4 m2
C. NAN-4 m2
D. NAN-4 m2
E. 4,608.10-4 m2
Pembahasan
Li konnen :
Panjang perunggu = 40 cm = 0,4 meter
Lebar perunggu = 20 cm = 0,2 meter
Luas perunggu mula-mula (Ao) = (0,4)(0,2) = 0,08 mèt2
Koefisien muai panjang (α) perunggu = 18 x 10-6 oC-1
Koefisien muai luas (β) = 2 x koefisien muai panjang (2α) = 36 x 10-6 oC-1
Perbedaan suhu (ΔT) = 80oC - 0oC = 80oC
Mande : Pertambahan luas perunggu pada suhu 80oC
Jawab :
Pertambahan luas perunggu :
ΔA = βAo ΔT
ΔA = (36 x 10-6)(0,08)(80) = 230,4 x 10-6 = 2,304 x 10-4 m2
Repons ki kòrèk la se C.
4. Sebuah bejana aluminium 2000 cm3, diisi air penuh pada suhu awal 0oC. Kemudian bejana ini dipanaskan sampai suhunya menjadi 90oC. Jika koefisien muai panjang aluminium 24 x 10-6 (oC)-1 dan koefisien muai volume air 6,3 x 10-4 (oC)-1, volume air yang tumpah adalah….
A. 100,94 santimèt3
B. 100,84 santimèt3
Apeprè 100,64 santimèt3
D. 100,54 cm3
E. 100,44 cm3
Pembahasan
Li konnen ke:
Volume awal bejana aluminium dan air (Vo) = 2000cm3 = 2 x 103 cm3
Suhu awal bejana aluminium dan air (T1) = 0oC
Suhu akhir bejana aluminium dan air (T2) = 90oC
Koyefisyan ekspansyon lineyè aliminyòm nan (α) = 24 x 10-6 (oC)-1
Koefisien muai volume aluminium (γ) = 3α = 3 (24 x 10-6 (oC)-1 ) = 72 x 10-6 oC-1
Koefisien muai volume air (γ) = 6,3 x 10-4 (oC)-1
Mande: Volume air yang tumpah
Repons:
Rumus pemuaian volume :
V = Vo + γ Vo ΔT
V–Vo = γ Vo ΔT
ΔV = γ Vo ΔT
Enfòmasyon:
V = volume akhir, Vo = volume awal, ΔV = perubahan volume, γ = koefisien muai volume, ΔT = perubahan suhu.
Hitung perubahan volume bejana aluminium :
ΔV = γ Vo ΔT = (72 x 10-6)(2 x 103)(90) = 12960 x 10-3 = 12,960 cm3
Hitung perubahan volume air :
ΔV = γ Vo ΔT = (6,3 x 10-4)(2 x 103)(90) = 1134 x 10-1 = 113,4 cm3
Perubahan volume air lebih besar daripada bejana aluminium sehingga sebagian air tumpah.
Hitung volume air yang tumpah :
113,4 cm3 - 12,960 cm3 = 100,44 cm3
Repons ki kòrèk la se E.
5. Sebatang logam dipanaskan sehingga suhunya 80oC panjangnya menjadi 115 cm. Jika koefisien muai panjang logam 3.10-3 oC-1 dan suhu mula-mula logam 30oC, maka panjang mula-mula logam adalah….
A. 100 santimèt
B. 101,5 santimèt
Apeprè 102 santimèt
D. 102,5 cm
E. 103 cm
Pembahasan
Li konnen ke:
Tanperati inisyal (T1) = 30oC
Suhu akhir (T2) = 80oC
Chanjman tanperati (ΔT) = 80oC - 30oC = 50oC
Koefisien muai panjang logam (α) = 3.10-3 oC-1
Panjang akhir logam (L) = 115 cm
Ditanya : Panjang logam mula-mula (Lo)
Repons:
Fòmil ekspansyon longè:
L = Lo + ΔL
L = Lo + α Lo ΔT
L = Lo (1 + α ΔT)
115 = Lo (1 + (3.10-3.50) )
115 = Lo (1 + (150.10-3)))
115 = Lo (1 + 0,15)
115 = Lo (1,15)
Lo = 115/1,15
Lo = 100 cm
Repons ki kòrèk la se A.
6. Suatu batang kuningan mula-mula panjangnya 40 cm. Saat dipanaskan pada suhu 80oC panjangnya menjadi 40,04 cm. Jika koefisien muai panjang kuningan 2,0 x 10-5 oC-1 maka suhu awal batang kuningan tersebut adalah….
A. NAN oC
B. NAN oC
C. NAN oC
D. NAN oC
E. 50 oC
Pembahasan
Li konnen ke:
Suhu akhir (T2) = 80oC
Longè inisyal (Lo) = 40cm
Panjang akhir (L) = 40,04 cm
Pertambahan panjang (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
Koefisien muai panjang kuningan (α) = 2,0 x 10-5 oC-1
Ditanya : Suhu awal (T1)
Repons:
Rumus pemuaian logam :
L = Lo + α Lo ΔT
L – Lo = α Lo ΔT
ΔL = αLo ΔT
ΔL = αLo (T2 - T1)
0,04 = (2,0 x 10-5) (40)(80 – T1)
0,04 = (80 x 10-5)(80 – T1)
0,04 = 0,0008 (80 – T1)
0,04 = 0,064 – 0,0008 T1
0,0008 T1 = 0,064 - 0,040
0,0008 T1 = 0,024
T1 = 30oC
Repons ki kòrèk la se D.
7. Selembar baja pada suhu 20oC memiliki ukuran seperti pada gambar. Jika koefisien muai panjang baja 10-5 oC-1 maka pertambahan luas pada suhu 60oC se…
A. 0,08 santimèt2
B. 0,16 santimèt2
Apeprè 0,24 santimèt2
D. 0,36 cm2
E. 0,64 cm2
Pembahasan
Kesyon sa a gen rapò ak pemuaian.
Li konnen :
Panjang baja = 40 cm
Lebar baja = 20 cm
Luas baja mula-mula (Ao) = (40)(20) = 800 santimèt2
Koefisien muai panjang (α) baja = 10-5 oC-1
Koefisien muai luas (β) = 2 x koefisien muai panjang (2α) = 2 x 10-5 oC-1
Perbedaan suhu (ΔT) = 60oC - 20oC = 40oC
Mande : Pertambahan luas baja pada suhu 60oC
Jawab :
Rumus pemuaian luas :
ΔA = βAo ΔT
Deskripsyon fòmil:
ΔA = pertambahan luas, β = koefisien muai luas, Ao = luas mula-mula, ΔT = perubahan suhu = suhu akhir – suhu awal
Pertambahan luas baja :
ΔA = βAo ΔT
ΔA = (2 x 10-5)(800)(40) = 0,64 santimèt
Repons ki kòrèk la se E.
8. Pelat besi pada suhu 20oC memiliki ukuran seperti gambar. Bila suhunya dinaikkan menjadi 100oC dan koefisien muai panjang besi 1,1 x 10-7 oC-1, maka luasnya sekarang menjadi…
A. 4,0000106 mèt2
B. 4,0000140 mèt2
C. 4,0000376 mèt2
D. 4,0000704 mèt2
Lès 4,0000726 mèt2
Pembahasan
Li konnen :
Panjang besi = 2 m
Lebar besi = 2 m
Luas besi mula-mula (Ao) = (2)(2) = 4 mèt2
Koefisien muai panjang (α) besi = 1,1 x 10-7 oC-1
Koefisien muai luas (β) = 2 x koefisien muai panjang (2α) = 2,2 x 10-7 oC-1
Perbedaan suhu (ΔT) = 100oC - 20oC = 80oC
Mande : Luas besi pada suhu 100oC
Jawab :
Pertambahan luas besi :
ΔA = βAo ΔT
ΔA = (2,2 x 10-7)(4)(80) = 704 x 10-7 = 0,0000704 m2
Luas besi :
Luas besi = luas awal + pertambahan luas
Luas besi = 4 m2 + 0,0000704m2
Luas besi = 4,0000704 m2
Repons ki kòrèk la se D.
9. Sebuah plat terbuat dari perunggu (α = 18.10-6 oC-1) pada suhu 0oC mempunyai ukuran seperti gambar. Jika plat tersebut dipanaskan sampai 80 oC, maka pertambahan luas plat adalah sebesar…
A. NAN-4 m2
B. NAN-4 m2
C. NAN-4 m2
D. NAN-4 m2
E. 4,608.10-4 m2
Pembahasan
Li konnen :
Panjang perunggu = 40 cm = 0,4 meter
Lebar perunggu = 20 cm = 0,2 meter
Luas perunggu mula-mula (Ao) = (0,4)(0,2) = 0,08 mèt2
Koefisien muai panjang (α) perunggu = 18 x 10-6 oC-1
Koefisien muai luas (β) = 2 x koefisien muai panjang (2α) = 36 x 10-6 oC-1
Perbedaan suhu (ΔT) = 80oC - 0oC = 80oC
Mande : Pertambahan luas perunggu pada suhu 80oC
Jawab :
Pertambahan luas perunggu :
ΔA = βAo ΔT
ΔA = (36 x 10-6)(0,08)(80) = 230,4 x 10-6 = 2,304 x 10-4 m2
Repons ki kòrèk la se C.
Sous kesyon an:
Kesyon fizik pou egzamen nasyonal la pou lekòl segondè/lekòl pwofesyonèl
