Pembahasan soal pemuaian

Pembahasan soal Pemuaian

Berikut ini adalah pembahasan soal-soal fisika tentang pemuaian. Pemuaian termasuk ke dalam bab suhu dan kalor. Jadi bahasan ini adalah lanjutan dari pembahasan soal termometer. Oke langsung saja dapat disimak pembahasannya dibawah ini.

Nomor 1
Panjang sebatang alumunium pada suhu 0 0C adalah 2 meter. Koefisien muai panjang alumunium 2,35 . 10-5 /0C. Panjang alumunium pada suhu 50 0C adalah...
a. 2,0 m
b. 2,01 m
c. 2,002 m
d. 2,00235 m
e. 2,0047 m

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 0 0C
T1 = 50 0C
L0 = 2 m
α = 2,35 . 10-5 /0C
Ditanya: L1 = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung perubahan panjang.
ΔL = L0α . ΔT = 2 m . 2,35 . 10-5 /0C . (50 0C – 0 0C)
ΔL = 4,7 m . 10-5 /0C . 50 0C = 235 . 10-5m = 0,00235 m
Menghitung L1
ΔL = L1 – L0
L1 = ΔL + L0 = 0,00235 m + 2 m = 2,00235 m
Jawaban: d
Nomor 2
Pada saat dilakukan pemasangan rel kereta api suhu udara sekitar adalah 27 0C. Panjang tiap batang rel adalah 1,75 meter. Suhu tertinggi yang pernah dicatat di daerah itu adalah 37 0C. Jika koefisien muai panjang besi 1,2 . 10-5 /0C, maka jarak antar rel pada waktu pemasangan agar rel tidak bengkok adalah...
a. 1,2 . 10-5m
b.1,75 . 10-5m
c. 1,75 . 10-4 m
d.2,1 . 10-5 m
e. 2,1 . 10-4 m

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 27 0C
T1 = 40 0C
L0 = 1,75 m
α = 1,2 . 10-5 /0C
Ditanya: ΔL = ...
Jawab:
ΔL = L0 . α . ΔT = 1,75 . 1,2 . 10-5 /0C (37 0C – 27 0C)
ΔL = 2,1 . 10-5 /0C . 10 0C = 2,1 . 10-4 m
Jawaban: e

Nomor 3
Sebatang baja pada suhu 20 0C panjangnya 100 cm. Kemudian memuai sehingga panjangnya menjadi 100,1 cm. Jika koefisien muai panjang baja 10-5 /0C maka suhu akhir baja tersebut adalah...
a. 20 0C
b. 80 0C
c. 100 0C
d. 120 0C
e. 200 0C

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 20 0C
L0 = 100 cm
L1 =100,1 cm
α = 10-5 /0C
Ditanya: T1 = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung ΔL.
ΔL = L1 – L0 =100,1 cm – 100 cm = 0,1 cm
Menghitung ΔT
ΔL = L0 . α . ΔT
Menghitung T1
ΔT = T1 – T0
T1 = ΔT + T0 = 100 0C + 20 0C = 120 0C
Jawaban: d

Nomor 4
Pada suhu 100 0C luas lempeng alumunium adalah 2,015 m2. Jika luas lempeng pada suhu 0 0C adalah 2 m2 maka koefisien muai luas alumunium adalah...
a. 1,5 . 10-5 /0C
b. 1,5 . 10-4 /0C
c. 2,0 . 10-4 /0C
d. 7,5 . 10-5 /0C
e. 7,5 . 10-4 /0C

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 0 0C
T1 = 100 0C
A0 = 2 m
A1 = 2,015 m2
Ditanya: β = ...
Jawab:
Pembahasan soal pemuaian luas
Nomor 5
Selembar baja pada suhu 20 0C memiliki ukuran seperti gambar.
Contoh soal pemuaian luas
Jika koefisien muai panjang baja 10-5 /0C, maka pertambahan luas pada suhu 60 0C adalah...
a. 0,08 cm2
b. 0,16 cm2
c. 0,24 cm2
d. 0,36 cm2
e. 0,64 cm2

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 20 0C
T1 = 60 0C
A0 = P . L = 40 cm . 20 cm = 800 cm2
α = 10-5 /0C
Ditanya: ΔA = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung β.
β = 2α = 2 . 10-5 /0C
Menghitung ΔA.
ΔA = A0 . β . ΔT = 800 cm2 . 2 . 10-5 /0C . (60 – 20)0C
ΔA = 1600 cm2 . 10-5 . 40 = 64000 cm2 . 10-5 = 0,64 cm2
Jawaban: e
Nomor 6
Sebuah silinder tembaga pada suhu 25 0C volumenya 1liter. Jika koefisien muai panjang tembaga 2 . 10-4 /0C, maka volume silinder ketika suhunya 105 0C adalah..
a. 0,048 L
b. 0,48 L
c. 1,048 L
d. 2,0048 L
e. 2,048 L

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 25 0C
T1 = 105 0C
V0 = 1 L
α = 2 . 10-4 /0C
Ditanya: V1 = ...
Jawab:
Terlebih dahulu hitung γ.
γ = 3α = 3 . 2 . 10-4 /0C = 6 . 10-4 /0C
Menghitung ΔV
ΔV = 1 L . 6 . 10-4 /0C . (105 – 25)0C = 6 . 10-4 L . 80
ΔV = 480 . 10-4 L = 0,048 L
Menghitung V1
ΔV = V1 – V0
V1 = ΔV + V0 = 1 L + 0,048 L = 1,048 L
Jawaban: c
Nomor 7
Suatu kubus dari bahan alumunium pada suhu 25 0C memiliki panjang rusuk 10 cm. Kubus tersebut dipanaskan hingga suhu 225 0C. Jika koefisien muai panjang alumunium 1,2 . 10-5 /0C maka volume kubus menjadi...
a. 3,6 cm3
b. 7,2 cm3
c. 720 cm3
d. 1007,2 cm3
e. 3600 cm3

Pembahasan:
Diketahui:
T0 = 25 0C
T1 = 225 0C
s = 10 cm
α = 1,2 . 10-5 /0C
Ditanya: V1 =...
Terlebih dahulu hitung volume kubus V0.
V0 = s . s . s = 10 cm . 10 cm . 10 cm = 1000 cm3 = 103 cm3
Menghitung γ.
γ = 3α = 3 . 1,2 . 10-5 /0C = 3,6 . 10-5 /0C
Menghitung ΔV
ΔV = 103 cm3. 3,6 . 10-5 /0C . (225 – 25)0C
ΔV = 3,6 . 10-2 cm3 . 200 = 720 . 10-2 cm3 = 7,2 cm3
Menghitung V1.
ΔV = V1 – V0
V1 = ΔV + V0 = 7,2 cm3 + 1000 cm3 = 1007,2 cm3
Jawaban: d

Dibawah ini adalah pembahasan soal Ujian Nasional fisika tentang perpindahan kalor secara konduksi. Pembahasan soal ini dapat digunakan sebagai bahan belajar menghadapi UN dan ujian lainnya.

 Nomor 8
Sebatang logam dipanaskan hingga suhunya 80oC panjangnya menjadi 115 cm. Jika koefisien muai panjang logam 3 . 10-3 /oC dan suhu mula-mula logam 30oC, maka panjang mula-mula logam adalah...
A. 100 cm
B. 101,5 cm
C. 102 cm
D. 102,5 cm
E. 103 cm

Pembahasan:
Diketahui:
L = 115 cm
T = 80oC
α = 3 . 10-3 /oC
T0 = 30oC
Ditanya: L0 = ...
Jawab:
ΔL = L0 . α . ΔT
L – L0 = L0 . 3 . 10-3 /oC (80oC – 30oC)
115 cm – L0 = L0 . 0,15
115 cm = L0 . 0,15 + L0 = L0 . 1,15
L0 = 115 cm / 1,15 = 100 cm

Nomor 9
Sebatang baja (koefisien muai panjang = 10-5 /oC) mempunyai panjang 100 cm. Kemudian baja dipanaskan sampai suhunya 100 oC sehingga panjang baja menjadi 100,07 cm. Suhu batang baja mula-mula sebelum adalah...
A. 70 oC
B. 50 oC
C. 30 oC
D. 20 oC
E. 10 oC

Pembahasan:
Diketahui:
α = 10-5 /oC
L0 = 100 cm
L = 100,07 cm
 T = 100 oC
Ditanya: T0 = ...
Jawab:
ΔL = L0 . α . ΔT
100,07 – 100 = 100 . 10-5 (100 – T0)
0,07 = 10-3 (100 – T0)
100 – T0 = 0,07 . 103 = 70
T0 = 100 – 70 = 30 oC

Nomor 10
Suatu batang kuningan mula-mula panjangnya 40 cm. Saat dipanaskan pada suhu 80 oC panjangnya menjadi 40,04 cm. Jika koefisien muai panjang kuningan 2,0 . 10-5 /oC maka suhu awal batang kuningan tersebut adalah...
A. 20 oC
B. 22 oC
C. 25 oC
D. 30 oC
E. 50 oC

Pembahasan:
Diketahui:
L0 = 40 cm
T = 80oC
L = 40,04 cm
α = 2,0 . 10-5 /oC
Ditanya: T0 = ...
Jawab:
a.    Terlebih dahulu hitung ΔT.
ΔL = L0 . α . ΔT
L – L0 = L0 . 3 . 10-3 /oC ΔT
40,04 – 40 = 40 . 2,0 . 10-5 ΔT
0,04 = 80 . 10-5 ΔT
ΔT = 0,04 / 80 . 10-5 = 50oC
b.    Menghitung T0.
ΔT = T – T0
T0 = T – ΔT = 80oC – 50oC = 30oC
Jawaban: D
Pembahasan soal pemuaian Pembahasan soal pemuaian Reviewed by Johan Akhmadin on Monday, August 31, 2015 Rating: 5
Powered by Blogger.