CONTOH SOAL DAN JAWABAN PEMUAIAN ZAT PADAT

1. Pernyataan di bawah ini yang sesuai dengan konsep pemuaian panjang suatu batang adalah ....
   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 tidak bergantung pada jenis batang

   
   
   

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

   
   Pembahasan :
   Kebanyakan benda akan memuai jika dipanaskan dan akan menyusut jika didinginkan. Pemuaian panjang adalah peristiwa bertambahnya panjang suatu benda karena suhu dinaikkan. Pertambahan panjang (Δl) benda dirumuskan sebagai berikut :
   
   

   Δl = l_o α ΔT

   
   

   Dengan :

   Δl = pertambahan panjang

   ΔT = perubahan atau kenaikan suhu

   l_o = panjang mula-mula

   α = koefisien muai panjang (bergantung pada jenis benda)

   
   

   Dengan demikian jelas 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 adalah 8 meter. Jika suhu dinaikkan menjadi 3 kali suhu semula dan koefisien muai panjang batang adalah 14 x 10^-6 /^oC, maka panjang batang tersebut akan menjadi ....

   A. 8,0024 m	D. 8,0058 m
   B. 8,0042 m	E. 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 = l_o 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 setelah suhunya dinaikkan dari 24 ^oC menjadi 50 ^oC. Jika dinaikkan dari 24 ^oC menjadi 60 ^oC panjang batang akan menjadi ....

   A. 2,4 m	D. 8,2 m
   B. 6,5 m	E. 8,4 m
   C. 7,7 m

   
   Pembahasan :
   Soal ini dapat 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 = l_o α ΔT
   ⇒ 0,24 = l_o.(12 x 10^-6) (26)
   ⇒ l_o = 0,0007692 x 10⁶
   ⇒ l_o = 769,2 cm
   
   Keadaan II :
   ⇒ Δl = l_o 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 sedang 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 adalah 12 x 10^-6 /^oC, maka jarak antara kedua batang rel yang diperlukan pada suhu 20 ^oC adalah ....

   A. 1,92 mm	D. 0,98 mm
   B. 1,62 mm	E. 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 = l_o 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 adalah :
   ⇒ 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 oC	D. 100 oC
   B. 120 oC	E. 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 = l_o α ΔT
   ⇒ 0,1 = 100 (10^-5) ΔT
   ⇒ 0,1 = 10^-3 ΔT
   ⇒ ΔT = 100 ^oC
   
   Maka suhu saat panjangnya 100,1 cm adalah :
   ⇒ ΔT = 100 ^oC
   ⇒ T − To = 100 ^oC
   ⇒ T − 30 ^oC = 100 ^oC
   ⇒ T = 130 ^oC
   

   Jawaban : A

Share ke Facebook >>

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.