6 Contoh Soal Pemuaian Panjang, Lengkap dengan Pembahasannya

JAKARTA, iNews.id - Contoh soal pemuaian panjang berikut ini bisa jadi bahan ajar peserta didik, baik di sekolah maupun rumah.

Materi satu ini bisa kita temukan pada mata pelajaran Fisika di berbagai jenjang kelas, baik SMP dan SMA. 

Melansir Pauliza (2006), pada bukunya yang berjudul Fisika Kelompok Teknologi dan Kesehatan, di situ dijelaskan bahwa pemuaian panjang termasuk salah satu bagian dari pemuaian zat padat. 

Melansir berbagai sumber, Sabtu (19/10/2024), berikut contoh soal pemuaian panjang yang bisa untuk dipelajari. 

Contoh Soal Pemuaian Panjang

1. Diketahui suatu baja mempunyai koefisien muai panjang sebanyak 1,1 ⨯ 10-5/°C. Baja tersebut memiliki panjang awal 50 cm kemudian dipanaskan hingga suhu 256 °C sehingga panjangnya menjadi 50,11cm. Berapa suhu mula-mula baja tersebut?

Pembahasan

Diketahui:

L0 = 50cm

L = 50,11cm

Α = 1,1 ⨯ 10-5/°C

T = 256°C

Ditanyakan: T0 ?

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

0,11 : (50) (1,1 x 10-5)

0,11 : (5,5 x 10-4

= 200 cm

ΔT = T - T0

T0 = T - ΔT

= 256°C - 200°C

= 56°C

2. Suatu bejana mempunyai volume 1 liter pada suhu 25 derajat Celcius. Apabila koefisien muai panjang bejana 2 × 10-5/oc, maka tentukan volume bejana pada suhu 75 derajat Celcius!

Penyelesaian:

Diketahui:

Γ = 3α = 3 × 2 × 10-5/oc = 6 × 10-5/oc

∆T = 75oc – 25oc = 50 derajat Celcius

V0 = 1 L

Ditanyakan: V = …?

Jawab:

V = V0(1 + γ × ∆T)

V = 1(1 + 6 × 10-5 × 50)

V = 1(1 + 3 × 10-3)

V = 1(1 + 0,003)

V = 1 × 1,003

V = 1,003 liter

3. Pada suhu 30 derajat Celcius sebuah pelat besi luasnya 10 m2. Apabila suhunya dinaikkan menjadi 90oc dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/ derajat Celcius, maka tentukanlah luas pelat besi tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

A0 = 10 m2

T0 = 30 derajat Celcius

T = 90 derajat Celcius

∆T = T – T0 = 90 – 30 = 60oc

Α = 0,000012/ derajat Celcius

Β = 2α = 2 × 0,000012/oc = 0,000024/ derajat Celcius

Ditanyakan: A = …?

Jawab:

A = A0 (1 + β × ∆T)

A = 10 (1 + 0,000024 × 60)

A = 10 (1 + 0,00144)

A = 10 × 1,00144

A = 10,0144 m2

4. Suatu logam kuningan mempunyai koefisien muai panjang 1,9 × 10-6/°C. Batang kuningan sepanjang 40cm dipanaskan sampai suhu 130°C. Apabila suhu awal batang kuningan 30°C, maka berapakah panjang batang kuningan yang sekarang?

Pembahasan

Diketahui:

L0 = 40cm

ΔT = 130°C - 30°C

= 100°C

Α = 1,9 ⨯ 10-5/°C

Ditanyakan: L?

Jawab:

L0(1 + αδt)

= 40cm(1 + (1,9 × 10-5/°C)(100°C)

= 40cm(1 + 1,9 ⨯ 10-3)

= 40cm + 0,076cm

= 40,076cm

5. 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

Pembahasan:

Diketahui:

L0 = 50cm

ΔT = 77°C - 27°C

= 50°C

Α = 1,8 ⨯ 10-5/°C

Ditanyakan: L ?

Jawab:

L0(1 + αδt)

= 50 cm (1 + (1,8 ⨯ 10-5/°C)(50°C))

= 50 cm (1 + 9 ⨯ 10-4)

= 50 cm + 0,045cm

= 50,045 cm

6. Suatu benda yang dibuat dari bahan baja mempunyai panjang 1000 cm. Berapa pertambahan panjang baja tersebut jika terjadi pergantian suhu sebesar 50°C?

Pembahasan:

Diketahui :

L0 = 1000 cm

∆T = 50 °C

Α = 12 × 10-6 °C-1

Yang ditanyakan : ∆L = ...?

Jawab:

L = L0(1 + α∆T)

L = L0 + l0α∆T

L – L0 = l0α∆T

∆L = l0α∆T

∆L = 1000 × 12 × 10-6 × 50

∆L = 0,6 cm

Demikian ulasan mengenai contoh soal pemuaian panjang. Semoga bermanfaat!