🐾 Besarnya Pemuaian Panjang Sebuah Batang Adalah
Pemuaianvolume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume yaitu seperti kubus, air, dan juga udara. Volume yaitu bentuk lain dari panjang dalam 3 dimensi, karena itu buat menentukan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai panjang.Kita telah membahas pengaruh kalor terhadap perubahan suhu dan wujud zat. Saat benda dipanaskan, gerakan molekul-molekul dalam benda akan semakin cepat. Akibatnya, pergeseran molekul semakin besar, sehingga terjadi peristiwa yang disebut Pemuaian. Suatu zat, baik padat, cair, dan gas akan memuai apabila dipanaskan. Pemuaian suatu zat bergantung pada beberapa faktor, yaitu ukuran awal benda, kenaikan suhu, dan jenis benda. Sementara itu, suatu zat/benda dapat mengalami pelbagai jenis pemuaian. Pemuaian zat/benda itu meliputi pemuaian panjang, luas, maupun pemuaian ruang volume. Banyak peralatan yang menerapkan konsep pemuaian dalam mekanisme kerjanya. Misalnya saja, termometer bimetal, lampu sen mobil, atau juga plat pada setrika listrik. Kesemuanya bekerja berdasarkan pemuaian antara dua keping logam yang berbeda koefisien muainya. Apabila zat padat dipanaskan, ia akan memuai ke segala arah. Pemuaian ini akan mempengaruhi panjang, luas, maupun volume dari zat tersebut. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan mempelajari pengertian muai panjang, rumus koefisien muai panjang, beserta contoh soal dan pembahasannya lengkap. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Pengertian Pemuaian Panjang dan Rumusnya Pernahkah kalian melihat sambungan rel kereta api? Sambungan rel kereta api dibuat agak longgar, tidak rapat. Ini bertujuan untuk mengantisipasi adanya pemuaian panjang. Pemuaian panjang hanya terjadi pada benda padat dan tidak terjadi pada benda cair ataupun gas. Jika sebuah kawat logam dipanaskan, dapat dipastikan akan mengalami pemuaian panjang. Nah, peristiwa ini merupakan contoh pemuaian panjang atau pemuaian linear. Muai panjang didefinisikan sebagai pertambahan panjang benda yang panjangnya satu satuan panjang m dengan kenaikan suhu satu satuan suhu. Sementara itu, bilangan yang menunjukkan pertambahan panjang benda yang memuai per panjang mula-mula per kenaikan suhu disebut koefisien muai panjang α. Kita dapat menuliskan persamaan koefisien muai panjang sebagai berikut. α = l …………..…. Pers. 1 l0T Persamaan 1 dapat juga ditulis sebagai berikut. α = l – l0 ………. Pers. 2 l0T – T0 Keterangan α = koefisien muai panjang /oC atau /K l = panjang benda setelah dipanaskan m l0 = panjang benda mula-mula m T = suhu setelah dipanaskan oC atau K T0 = suhu awal oC atau K Skema pemuaian panjang pada suatu benda diilustrasikan pada gambar berikut ini. Berdasarkan persamaan 2 di atas, panjang suatu benda/zat setelah dipanaskan dapat dihitung dengan persamaan berikut. l = l01 + αT ………… Pers. 3 Koefisien muai panjang pada beberapa bahan yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari dapat kalian lihat pada tabel berikut ini. Tabel Koefisien Muai Panjang Berbagai Zat Bahan α K-1 Aluminium 2,4 × 10-5 Baja murni 1,0 × 10-5 Besi 1,2 × 10-5 Emas 1,4 × 10-5 Tembaga 1,7 × 10-5 Kuningan 2,1 × 10-5 Seng 3,0 × 10-5 Perak 1,0 × 10-5 Contoh Soal dan Pembahasan Untuk membantu kalian dalam menggunaan persamaan pemuaian panjang di atas, perhatikan beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini. 1. Pada suhu 0oC suatu logam mempunyai panjang 75 cm. Setelah dipanasi hingga shu 100oC, panjangnya menjadi 75,09 cm. Berapakah koefisien muai panjang logam tersebut? Penyelesaian Diketahui l = 75,09 cm = 0,7509 m l0 = 75 cm = 0,75 m T = 100oC T0 = 0oC Ditanyakan α = …? Jawab Untuk mencari koefisien muai panjang logam tersebut, gunakan persamaan 2, yaitu sebagai berikut. α = 0,7509 – 0,75 0,75100 – 0 α = 1,2 × 10-5/oC Jadi, koefisien muai panjang tembaga tersebut adalah 1,2 × 10-5/oC. 2. Sebatang pipa besi pada suhu 20oC mempunyai panjang 200 cm. Apabila pipa besi tersebut dipanasi hingga 100oC dan koefisien muai panjangnya 1,2 × 10-5/oC, hitunglah pertambahan panjang pipa besi tersebut. Penyelesaian Diketahui T0 = 20oC T = 100oC l0 = 200 cm = 2 m α = 1,2 × 10-5/oC Ditanyakan l = …? Jawab Untuk mencari pertambahan panjang besi, gunakan persamaan 1, yaitu sebagai berikut. l = α l0T l = 1,2 × 10-5 × 2 × 100 – 200 l = 1,92 × 10-3 m Jadi, pertambahan panjang pipa besi tersebut adalah 1,92 mm. 3. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C? Penyelesaian Diketahui l0 = 1000 cm T = 50 °C α = 1,0 × 10-5 °C-1 lihat di tabel koefisien muai panjang Ditanyakan l = ...? Jawab l = l01 + αT l = l0 + l0αT l – l0 = l0 + l0αT – l0 l = l0αT l = 1000 × 12 × 10-6 × 50 l = 60 cm Jadi, pertambahan panjang benda tersebut sebesar 60 cm. 4. Pada suhu 20oC, panjang kawat besi adalah 20 m. Berapakah panjang kawat besi tersebut pada suhu 100oC jika koefisien muai panjang besi 1,1 × 10-5/oC? Penyelesaian Diketahui T0 = 20oC T = 100oC l0 = 20 m α = 1,1 × 10-5/oC Ditanyakan l = …? Jawab Untuk menghitung panjang kawat besi setelah dipanaskan, kita gunakan persamaan 3, yaitu sebagai berikut. l = l01 + αT l = 20[1 + {1,1 × 10-5100 – 20}] l = 20[1 + 1,1 × 10-5 × 80] l = 201 + 8,8 × 10-4 l = 201 + 0,00088 l = 201,00088 l = 20,0176 m Jadi, panjang kawat besi tersebut pada suhu 100oC adalah 20,0176 m. 5. Sebuah kuningan memiliki panjang 1 m. Apabila koefisien muai panjang kuningan adalah 19 × 10-6/K, tentukan pertambahan panjang kuningan tersebut jika temperaturnya naik dari 10oC sampai 40oC? Penyelesaian Diketahui l0 = 1 m T = 40oC – 10oC = 30oC = 303 K α = 19 × 10-6/K Ditanyakan l = …? Jawab l = l0αT l = 1 × 19 × 10-6 × 303 l = 5,76 × 10-3 l = 0,00576 m Jadi, pertambahan panjang kuningan setelah temperaturnya naik menjadi 4oC adalah 5,76 mm. 6. Sebatang besi yang panjangnya 80 cm, dipanasi sampai 50oC ternyata bertambah panjang 5 mm, maka berapa pertambahan panjang besi tersebut jika panjangnya 50 cm dipanasi sampai 60oC? Penyelesaian Diketahui l01 = 80 cm l02 = 50 cm T1 = 50oC T2 = 60oC l1 = 5 mm Ditanyakan l2 = …? Jawab Karena jenis bahan sama besi, maka α1 = α2 4000l2 = 5 × 3000 4000l2 = 15000 l2 = 15000/4000 l2 = 3,75 mm
Kitadapat menuliskan persamaan koefisien muai panjang sebagai berikut. Persamaan (1) dapat juga ditulis sebagai berikut. Keterangan: α = koefisien muai panjang (/oC atau /K) l = panjang benda setelah dipanaskan (m) l0 = panjang benda mula-mula (m) T = suhu setelah dipanaskan (oC atau K) T0 = suhu awal (oC atau K)
Jakarta - Pernahkah kamu melihat pintu atau jendela rumah mengalami perubahan menjadi lebih berat dan tidak pas dengan kusennya? Fenomena ini bisa terjadi karena ada pemuaian lho, detikers!Pemuaian adalah fenomena perubahan atau bertambahnya dimensi atau ukuran benda yang disebabkan oleh kenaikan suhu panas pada benda dari laman sumber belajar Kemdikbud, memuai adalah peristiwa peningkatan suhu pada zat yang membuat bentuk zat tersebut berubah menjadi lebih luas, lebar, panjang, atau besaran volumenya bisa terjadi di beberapa zat seperti zat padat, cair maupun gas. Setiap benda yang memuai berbeda satu sama lain tergantung suhu, koefisien muai panjang atau daya muai benda tersebut. Efek terjadinya pemuaian ini seringkali dimanfaatkan untuk pengembangan berbagai jenis kamu memahami apa yang dimaksud dengan pemuaian, lantas seperti apa, ciri-ciri, jenis, rumus dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari? Simak penjelasan lengkapnya berikut dan Contoh Benda Mengalami PemuaianTahukah kamu, ciri-ciri benda yang mengalami pemuaian adalah adanya perubahan fisik pada bentuk maupun struktur, terjadi perubahan suhu karena dipanaskan, dan mengalami perubahan benda mengalami pemuaian umumnya berasal dari golongan benda yang mudah memuai saat kena suhu panas. Benda yang mengalami pemuaian adalah besi, lembaran kaca, air raksa, dan itu, ada juga benda yang sukar memuai karena daya muai yang dimiliki rendah dan kurang sehingga sulit melihat hasil pemuaian pada benda pemuaian dalam kehidupan sehari-hari misalnya ketika sebuah gelas kaca tiba-tiba pecah atau retak saat dituang air panas. Hal ini terjadi karena pemuaian tidak merata ke seluruh bagian lain bisa kamu temui pada sambungan rel kereta api yang membuat celah antara batang rel. Peristiwa tersebut digunakan agar terdapat ruang muai saat terjadi peningkatan suhu panas sehingga rel tidak berubah bentuk atau itu, contoh peristiwa yang memanfaatkan sifat pemuaian adalah penggunaan termometer untuk mengukur suhu panas dalam tubuh Pemuaian Zat Padat dan RumusnyaSeperti yang sudah disebutkan sebelumnya, pemuaian terjadi setidaknya pada tiga jenis zat yaitu padat, cair, dan gas, seperti dikutip dari Modul Fisika XI yang disusun oleh Kusrini 2020.Jenis pemuaian ini terjadi pada satu benda padat misalnya bingkai jendela, rel kereta api, atau kabel listrik. Pada benda padat, pemuaian zat dapat mengubah koefisien panjang, luas, dan volume. Berikut ini penjelasan jenis pemuaian pada zat padat dan Muai PanjangKoefisien muai panjang adalah faktor terjadinya pemuaian panjang yang dipengaruhi jenis benda dan bahan. Secara matematis persamaan untuk mengetahui bertambahnya panjang benda setelah memuai adalah berikut rumusnyaRumus Pemuaian PanjangRumus pemuaian panjang Foto detikEdu2. Muai LuasLogam yang berbentuk lempengan tipis saat terjadi pemanasan akan mengalami muai luas. Peristiwa ini bisa kamu amati pada kaca jendela. Suhu kaca yang meningkat menyebabkan pemuaian sehingga kaca menjadi bertambah besar dari Muai LuasRumus Pemuaian Luas Foto detikEdu3. Pemuaian VolumeApabila benda yang dipanaskan bentuknya kubus, balik atau benda pejal, muai volume merupakan komponen dominan yang perlu diperhatikan. Perubahan volume tergantung jenis bahan dan berbanding lurus dengan perubahan suhu dan volume Muai VolumeRumus Pemuaian Luas Foto detikEduDari penjelasan di atas, dapat kita simpulkan pemuaian adalah perubahan atau bertambahnya ukuran berupa panjang, luas, dan volume pada suatu zat yang diakibatkan oleh peningkatan suhu panas. Simak Video "Konsep Multiverse dalam Sudut Pandang Agama" [GambasVideo 20detik] pal/palBesarnyapemuaian zat padat tergantung dari koefisien muai dari benda padat tersebut. menghitung pemuaian luas sebuah benda yang berupa lembaran tipis berbentuk persegi panjang dengan menghitung terlebih dahulu muai panjang dan muai lebarnya dengan persamaan yang berlaku pada pemuaian panjang. Panjang tiap batang rel adalah 1,75 meterPengertian Pemuaian Panjang, Rumus, Luas dan Volumenya – Pemuaian adalah gerakan dari atom-atom penyusun benda karena adanya suhu yang meningkat. Jika sebuah benda memiliki suhu yang tinggi, maka getaran antar atomnya akan menjadi semakin cepat. Getaran-getaran atom tersebut memebuat benda menjadi memuai ke semua arah. Dalam ilmu fisika dikenal tiga jenis pemuaian zat yaitu pemuaian zat cair, zat padat dan zat gas. Tetapi, pemuaian yang akan dibahas dalam kesempatan ini yaitu pemuaian zat padat. Besarnya pemuaian yang akan dialami sebuah benda dipengaruhi oleh ukuran benda mula-mula, karakteristik benda serta besarnya perubahan suhu yang terjadi. Masing-masing zat padat memiliki besaran yang dinamakan koefisien muai panjang. Pengertian Pemuaian Zat Padat Alat yang digunakan untuk mengetahui pemuaian zat sebuah benda dinamakan Muschen Broek. Pada suatu percobaan yang dilakukan, hasilnya menunjukkan bahwa hampir semua benda jika dipanaskan akan mengalami perubahan luas, panjang dan volume. Zat padat ialah sebuah zat yang mempunyai partikel-partikel yang teratur dan saling berdekatan. Jika zat padat dipanaskan, maka partikel-partikel tersebut akan bergetar lalu saling menjauh sehingga ukuran zat padat membesar yang dinamakan pemuaian. Sedangkan, jika zat padat didinginkan, maka partikel-partikel zat padat akan mendekat satu sama lain sehingga ukurannya mengecil dan dinamakan menyusut. Faktor Terjadinya Proses Pemuaian Beberapa faktor yang memengaruhi terjadinya proses pemuaian antara lain Panjang Benda Pemuaian suatu zat padat akan semakin besar apabila panjang bendanya semakin besar juga. Contohnya sebatang besi dengan panjang sebelum dipanaskan 1 m dan pemuaiannya bisa membuat panjangnya menjadi dua kali lipat dari semula dibandingkan dengan pemuaian sebatan besi dengan panjang awal 0,5 m. Besar Perubahan Suhu Pemuaian zat padat akan semakin besar apabila terjadi perubahan suhu yang besar ketika sebelum dan setelah benda dipanaskan. Sebagai contoh, ada dua batang besi yakni besi A dan B. Besi A panjang awalnya 1 m dan suhu awal 30 oC lalu dipanaskan mencapai suhu 100 oC. Kemudian, besi B panjang awalnya 1 m dan suhu awal 30 o C dipanaskan mencapai suhu 80 oC. Setelah dipanaskan, pemuaian besi A lebih besar dibandingkan besi B sebab besi A mengalami perubahan suhu 70 oC sedangkan besi B hanya mengalami perubahan suhu 50 oC. Jenis Zat Padat Benda-benda berbahan alumunium mengalami pemuaian lebih besar dibandingkan tembaga dan baja. Sebagai contoh, alumunium panjang awalnya 1 m dan dipanaskan 1 oC dan panjangnya bertambah 0,000026 m. Sedangkan, tembaga yang panjang awalnya 1 m dan dipanaskan 1 oC hanya akan bertambah 0,000011 m setelahnya. Pengertian Pemuaian Panjang, Rumus, Luas dan Volumenya Angka yang bertambah setelah dipanaskan untui setiap 1 meter bahan dengan peningkatan suhu 1 oC dinamakan koefisien muai panjang yang dituliskan dengan lambang alpha ∝ serta dinyatakan dalam satuan meter per derajat Celcius m/oC. Besarnya nilai koefisien masing-masing benda tentu berbeda-beda. Berikut ini tabel koefisien muai zat padat. Nama Zat Koefisien Muai Panjang a m/oC Alumunium 0,000026 Kuningan 0,000019 Tembaga 0,000017 Besi 0,000012 Baja 0,000011 Kaca Biasa 0,000009 Kaca Pyrex 0,000003 Besarnya pemuaian panjang sebuah zat padat dapat dicari dengan menggunakan rumus berikut ini. Keterangan L panjang setelah pemanasan atau pendinginan cm atau m Lo panjang mula-mula cm atau m ∝ koefisien muai panjang m/oC t1 suhu awal oC t2 suhu akhir oC Proses Pemuaian Luas Zat Padat Benda padat tidak hanya akan mengalami pemuaian panjang, tetapi juga mengalami pemuaian luas. Namun, koefisien muai luas zat panjang besarnya dua kali dari koefisien muai zat padat. Jika koefisien muai panjang dilambangkan dengan ∝, maka koefisien muai luas dilambankan dengan beta ß. Besarnya muai luas zat padat dapat dicari menggunakan rumus berikut ini. Keterangan A luas sesudah pemanasan atau pendinginan cm2 atau m2 Ao luas mula-mula cm2 atau m2 ß koefisien muai luas oC t1 suhu awal oC t2 suhu akhir oC dengan ketentuan ß = 2∝ Proses Pemuaian Volume Zat Padat Contoh dari pemuaian volume benda padat yaitu pintu yang ditutup tidak tertutup rapat dengan kusen pintu. Sama halnya dengan menutup jendela di mana kaca jendela tidak rapat dengan bingkai jendela. Hal demikian dibuat sebab akan ada pertambahan di semua bagian yakni dimensi panjang, lebar dan tebal yang dinamakan pemuaian volume atau pemuaian ruang. Sebuah bola besi dapat dimasukkan pada gelang logam sebelum dipanaskan, namun setelah dipanaskan bola besi tidak dapat masuk ke dalam gelang. Peristiwa itu membuktikan bahwa ada pemuaian volume bola besi. Muai ruang bisa terjadi sebab dipengaruhi oleh koefisien muai ruang yaitu angka yang menunjukkan tiap-tiap satuan volume jika suhu bertambah. Koefisien muai ruang dilambangkan dengan gamma. Besar muai luas zat padat dapat dicari menggunakan rumus berikut ini. Contoh Soal Suhu logam dengan panjang 75 cm adalah 0 o Lalu, panjangnya menjadi 75,09 cm setelah dipanaskan sampai suhu 100 oC. tentukan koefisien muai panjang logam! Diketahui l 75,09 cm = 0,7509 m lo 75 cm = 0,75 m t2 100 oC t1 0 oC Ditanya ∝ …? Jawaban Jadi, koefisien muai panjang logam adalah 1,2 x 10-5/oC. Sebuah pipa besi dengan suhu 20 oC panjang awalnya 200 cm dipanaskan hingga suhu 100 oC dengan koefisien muai panjang 1,2 x 10-5/oC, tentukan nilai pertambahan panjang pipa besi. Diketahui t 20 oC to 100 oC lo 200 cm = 2 m ∝ 1,2 x 10-5/oC Ditanya Δl …? Jawaban Jadi, pertambahan panjang pipa besi sebesar 1,92 cm. Demikian penjelasan materi Pengertian Pemuaian Panjang, Rumus, Luas dan Volumenya. Rumus-rumus muai panjang, luas dan volume di atas bisa kamu terapkan agar menambah pemahaman mu tentang materi ini. Selamat mencoba 🙂 .