Contoh Soal Pemuaian Panjang Beserta Jawabannya

Tujuan dari pembelajaran fisika kali ini adalah agar kita dapat memahami rumus-rumus pemuaian panjang serta dapat memecahkan soal yang berkaitan dengan pemuaian panjang.

Kasus pemuaian panjang kerapkali kita dengar pada rel kereta api dimana panjang relnya bertambah.

Nah kira-kira ..apakah anda tahu apa yang dimaksud dengan "Pemuaian Panjang" ?

Sebelum kita masuk pada latihan soal, terlebih dahulu kita akan mempelajari beberapa konsep penting, yaitu :

• Pengertian Pemuaian Panjang
• Rumus - Rumus Pemuaian Panjang

Pengertian Pemuaian Panjang

---

Pemuaian Panjang adalah proses berubahnya ukuran benda akibat terpapar kalor (panas) pada suhu tertentu dimana mengakibatkan benda itu bertambah panjang.

Perhatikan gambar di bawah ini dimana kita misalkan sebatang logam dengan panjang mula-mula Lo dipanaskan pada suhu tertentu akan menyebakan panjang logam tersebut menjadi Lt dengan ∆L adalah pertambah panjang dari logam tersebut.

Rumus - Rumus Pemuaian Panjang

---

Berikut ini adalah rumus-rumus pemuaian panjang yang perlu anda ketahui, sehingga nantinya anda dapat memecahkan soal yang berkenaan dengan pemuaian panjang>

1.Rumus Pertambahan Panjang

∆L = Lo .  α . ∆T

2.Rumus Mencari Perubahan Suhu

∆T =

∆L / 𝐿𝑜 . α

3.Rumus Koefisien Muai Panjang

α =

∆L / 𝐿𝑜 . ∆T

4.Rumus Mencari Panjang Akhir

Lt = Lo + ∆L

Keterangan

• Lt adalah panjang benda setelah memuai (m)
• Lo adalah panjang benda mula-mula (m)
• α adalah koefisien muai linear/panjang (/°C)
• ∆T adalah perubahan suhu (°C)
• ∆L adalah pertambah panjang (m)

Soal Pemuaian Panjang

Soal No.1

---

Sebuah kawat baja memiliki panjang awal sebesar 1000 cm. Hitunglah pertambahan baja tersebut pada perubahan suhu sebesar 50°C dimana koefisien muai panjangnya adalah 12 x 10-6/°C ?

Pembahasan

Lo = 1000 cm = 10 m
∆T = 50°C
α = 12 x 10-6/°C

∆L = Lo . α . ∆T
∆L = 10 .   12 x 10^-6 . 50
∆L = 500 . 12 x 10^-6
∆L = 6000 x 10^-6
∆L = 0,006 m

Soal No.2

---

Suatu logam dipanasi dari 20°C menjadi 120°C bertambah panjang 2,4 mm. Jika koefisien muai panjang logam tersebut 1,2 x 10-5/°C. Hitunglah panjang logam mula-mula ?

Pembahasan

∆T = T – To
∆T = 120°C – 20°C
∆T = 100°C

∆L = 2,4 mm
∆L = 2,4 x 10^-3 m
α = 1,2 x 10^-5/°C

∆L = Lo . α . ∆T
2,4 x 10-3 = Lo . 1,2 x 10^-5 . 100
2 x 10-3 = 100Lo x 10^-5
2 x 10-3 = Lo x 10^-3
2 = Lo
Lo = 2 m

Jadi, panjang logam mula-mula adalah 2 m

Soal No.3

---

Kawat baja memiliki panjang 20 m ketika suhunya 40°C. Berapa panjangnya jika suhunya sama dengan 100°C dimana koefisien muai panjang baja adalah 11,10x^-6 °C^-1 ?

Pembahasan

Lo = 20 m

∆T = T – To
∆T = 100°C – 40°C
∆T = 60°C

α = 11,10 x ^-6 °C^-1

∆L = Lo . α . ∆T
∆L = 20 . (11,10 x ^-6) . 60
∆L = 13200 x ^-6
∆L = 0,0132 m

Lt = Lo + ∆L
Lt = 20 + 0,0132
Lt = 20,0132 m

Jadi panjang kawat baja tersebut pada suhu 100°C adalah 20,0132 m

Soal No.4

---

Apabila panjang mula-mula dari sebuah kawat besi adalah 10 m pada suhu 25°C. Kemudian kawat tersebut dipanaskan hingga suhu 75°C dan koefisien muai panjang besi tersebut adalah 1,1 × 10^-5/°C. Hitunglah panjang akhir dari kawat besi tersebut ?

Pembahasan

To = 25°C
T = 75°C
Lo = 10 m
α = 1,1 × 10^-5/°C

∆T = T – To
∆T = 75°C – 25°C
∆T = 50°C

∆L = Lo . α . ∆T
∆L = 10 . (1,1 × 10^-5) . 50
∆L = 550 × 10^-5
∆L = 0,0055 m

Lt = Lo + ∆L
Lt = 10 + 0,0055
Lt = 10,0055 m

Jadi, panjang kawat besi tersebut pada suhu 75°C adalah 10,0055 m