Contoh Soal Dan Tanggapan Pemuaian Zat Padat

Posted on
  1. Pernyataan di bawah ini yang sesuai dengan konsep pemuaian panjang suatu batang merupakan ….
    1. Pertambahan panjang (Δl) batang berbanding lurus dengan panjang batang mula-mula
    2. Pertambahan panjang (Δl) batang berbanding lurus dengan kenaikan suhu
    3. Pertambahan panjang (Δl) batang berbanding terbalik dengan kenaikan suhu
    4. Pertambahan panjang batang tak bergantung pada jenis batang

    A. 1 dan 3D. 1, 2, dan 4
    B. 1 dan 2E. 2 dan 4
    C. 1, 2, dan 3

    Pembahasan :
    Kekayaan benda akan memuai apabila dipanaskan dan akan menyusut apabila didinginkan. Pemuaian panjang merupakan bencana bertambahnya panjang suatu benda lantaran suhu dinaikkan. Pertambahan panjang (Δl) benda dirumuskan sebagai berikut :

    Δl = lo α ΔT
    Dengan :
    Δl = pertambahan panjang
    ΔT = perubahan atau kenaikan suhu
    lo = panjang mula-mula
    α = koefisien muai panjang (bergantung pada jenis benda)
    Dengan demikian terperinci diketahui baha pertambahan panjang batang berbanding lurus dengan panjang mula-mula dan berbanding lurus kenaikan suhunya.

    Jawaban : B

  2. Pada suhu 25 oC panjang suatu bantang merupakan 8 meter. Jika suhu dinaikkan menjadi 3 kali suhu semula dan koefisien muai panjang batang merupakan 14 x 10-6 /oC, maka panjang batang tersebut akan menjadi ….
    A. 8,0024 mD. 8,0058 m
    B. 8,0042 mE. 8,0064 m
    C. 8,0056 m

    Pembahasan :
    Dik : To = 25 oC; lo = 8 m, T = 3(25 oC) = 75 oC; ΔT = 50 oC.

    Berdasarkan rumus pemuaian :
    ⇒ Δl = lo α ΔT
    ⇒ Δl = 8.(14 x 10-6) (50)

    ⇒ Δl = 56 x 10-4
    ⇒ Δl = 0,0056 m

    Maka panjang batang menjadi :
    ⇒ l = lo + Δl
    ⇒ l = 8 + 0,0056
    ⇒ l = 8,0056 m.

    Jawaban : C

  3. Sebuah benda dengan koefisien muai panjang 12 x 10-6 /oC memanjang 0,24 cm sehabis suhunya dinaikkan dari 24 oC menjadi 50 oC. Jika dinaikkan dari 24 oC menjadi 60 oC panjang batang akan menjadi ….
    A. 2,4 mD. 8,2 m
    B. 6,5 mE. 8,4 m
    C. 7,7 m

    Pembahasan :
    Soal ini sanggup diselesaikan dengan mencari panjang batang mula-mula pada suhu 24 oC.
    ⇒ ΔT1 = 50 – 24 =  26 oC ; Δl1 = 0,24 cm
    ⇒ ΔT1 = 60 – 24 =  36 oC
    ⇒ α = 12 x 10-6 /oC

    Keadaan I :
    ⇒ Δl = lo α ΔT
    ⇒ 0,24 = lo.(12 x 10-6) (26)
    ⇒ lo = 0,0007692 x 106

    ⇒ lo = 769,2 cm

    Keadaan II :
    ⇒ Δl = lo α ΔT
    ⇒ Δl = 769,2 (12 x 10-6) (36)
    ⇒ Δl = 0,33 cm

    Jadi, panjang batang menjadi :
    ⇒ l = lo + Δl
    ⇒ l = 769,2 cm + 0,33
    ⇒ l = 769,5 cm
    ⇒ l = 7,7 m

    Jawaban : C

  4. Para pekerja lagi mengerjakan pemasangan rel kereta api. Panjang batang rel kereta api masing-masing 8 meter dipasang pada suhu 20 oC. Ketika suhu naik menjadi 30 oC, diharapkan rel tersebut saling bersentuhan. Jika koefisien muai rel tersebut merupakan 12 x 10-6 /oC, maka jarak antara kedua batang rel yang diharapkan pada suhu 20 oC merupakan ….
    A. 1,92 mmD. 0,98 mm
    B. 1,62 mmE. 0,96 mm
    C. 1,22 mm

    Pembahasan :
    Dik : To = 20 oC; lo = 8 m, T = 30 oC; ΔT = 10 oC.

    Berdasarkan rumus pemuaian panjang :
    ⇒ Δl = lo α ΔT
    ⇒ Δl = 8.(12 x 10-6) (10)
    ⇒ Δl = 56 x 10-4
    ⇒ Δl = 0,00096 m
    ⇒ Δl = 0,96 mm

    Karena masing-masing batang rel akan memuai sepanjang 0,96 mm, maka jarak kedua batang merupakan :
    ⇒ R = 2Δl
    ⇒ R = 2(0,96)
    ⇒ R = 1,92 mm.

    Jawaban : A

  5. Sebatang logam panjangnya 100 cm pada suhu 30 oC. Jika koefisien muai panjangnya 10-5 /oC, pada suhu berapakah panjang benda menjadi 100,1 cm?
    A. 130 oCD. 100 oC
    B. 120 oCE. 90 oC
    C. 110 oC

    Pembahasan :
    Dik : To = 30 oC; lo = 100 cm, l = 100,1 cm, Δl = 0,1 cm.

    Berdasarkan rumus pemuaian panjang :
    ⇒ Δl = lo α ΔT
    ⇒ 0,1 = 100 (10-5) ΔT

    ⇒ 0,1 = 10-3 ΔT
    ⇒ ΔT = 100 oC

    Maka suhu ketika panjangnya 100,1 cm merupakan :
    ⇒ ΔT = 100 oC
    ⇒ T − To = 100 oC
    ⇒ T − 30 oC = 100 oC
    ⇒ T = 130 oC

    Jawaban : A

Baca Juga:   Contoh Soal Dan Pembahasan Gaya Gravitasi