FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN

Jika benda padat kita panaskan , pertikel

sekalipun masih terikat satu sama lain, sehingga jarak antar partikel satu sama

semakin besar.

Itulah sebabnya panjang,

suhunya dinaikkan.

a. Muai panjang Untuk menyelidiki mengenahi muai panjang benda padat , dapat dilakukan

menggunakan alat Musschenbroek

Pada alat tersebut terdapat tiga logam

aluminium , tembaga , dan besi.

Sebelum dipanaskan ketiga batang logam tersebut panjangnya sama. Ketiga jarum

skala diatur lebih dahulu sehingga menunjuk

logamnya di panaskan dengan pembakar spiritus.

Tampak bahwa jarum penunjuk skala bergerak karena ketiga batang logam memuai.

Dari besar skala yang ditunjuk

aluminium , sedang kan yang paling kecil adalah besi.

Koefisien muai panjang

Koefisien muai panjang

tiap satu satuan panjang benda

Koefisien muai panjang benda sering dilambangkan dengan :

=α

Keterangan :

α = koefisien muai panjang

L∆ = perubahan panjang

L0 = panjang benda

t∆ = perubahan suhu

L1 = panjang benda pada suhu t

L2 = panjang benda pada suhu t

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN

PEMUAIAN

Jika benda padat kita panaskan , pertikel - pertikel bergerak lebih cepat dari pada sebelumnya

sekalipun masih terikat satu sama lain, sehingga jarak antar partikel satu sama

panjang, luas , maupun volume benda padat

tuk menyelidiki mengenahi muai panjang benda padat , dapat dilakukan

Musschenbroek.

lat tersebut terdapat tiga logam dari bahan yang berbeda misalnya :

aluminium , tembaga , dan besi.

Sebelum dipanaskan ketiga batang logam tersebut panjangnya sama. Ketiga jarum

atur lebih dahulu sehingga menunjuk pada skala yang sama.

panaskan dengan pembakar spiritus.

Tampak bahwa jarum penunjuk skala bergerak karena ketiga batang logam memuai.

Dari besar skala yang ditunjuk ketiga jarum tersebut , yang paling besar

kan yang paling kecil adalah besi.

Koefisien muai panjang

Koefisien muai panjang benda adalah bilangan yang menyatakan pertambahan panjang

satu satuan panjang benda jika suhunya dinaikkan 1

Koefisien muai panjang benda sering dilambangkan dengan :

tL

L

∆

∆=

0

atau =α

= koefisien muai panjang ( satuannya : /oC )

= perubahan panjang ( L2 – L1 ) Satuannya : meter atau cm

benda mula- mula ( satuannya : meter atau cm )

= perubahan suhu ( t2 – t1 ) . Satuannya : 0 C

= panjang benda pada suhu t1

= panjang benda pada suhu t2

PEMUAIAN

pertikel bergerak lebih cepat dari pada sebelumnya

sekalipun masih terikat satu sama lain, sehingga jarak antar partikel satu sama lainnya

padat akan bertambah besar bila

tuk menyelidiki mengenahi muai panjang benda padat , dapat dilakukan percobaan dengan

dari bahan yang berbeda misalnya :

Sebelum dipanaskan ketiga batang logam tersebut panjangnya sama. Ketiga jarum penunjuk

pada skala yang sama. Kemudian ketiga batang

Tampak bahwa jarum penunjuk skala bergerak karena ketiga batang logam memuai.

, yang paling besar pemuaiannya adalah

langan yang menyatakan pertambahan panjang

jika suhunya dinaikkan 1 o C

Koefisien muai panjang benda sering dilambangkan dengan : α ( dibaca: alpha )

)( 120

12

ttL

LL

−

−=

) Satuannya : meter atau cm

mula ( satuannya : meter atau cm )

1

pertikel bergerak lebih cepat dari pada sebelumnya

percobaan dengan \

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 2

Soal 1

Apakah arti dari koefisien muai panjang aluminium adalah 0.000025/0C

Soal 2.

Sebuah penggaris aluminium dengan panjang 1 m pada suhu 200 C digunakan untuk mengukur

panjang sebuah sebuah plastik. Pada suhu 200 C panjang plastik adalah 83 cm dengan menggunakan

penggaris aluminium tersebut, ketika suhu menjadi 1400 C plastik bertambah panjang menjadi 83,14

cm. Berapa koefisien muai panjang plastik tersebut?

Besar perubahan panjang benda setelah dipanaskan bergantung pada : 1. perubahan temperatur ( perubahan suhu )

2. panjang mula – mula

3. jenis bahannya.

KETERANGAN

∆L = L0 x α x ∆T ∆L = Perubahan panjang

L0 = Panjang benda mula - mula

α = Koefisien muai panjang

∆T = Perubahan suhu

Soal 1

Rel kereta api dibuat dari baja. Panjang rel kereta api mula – mula 30 meter dari sambunagn

satu ke sambungan yang lain. Koefisien muai panjang baja adalah 0,000011 / 0 C

Soal 2

Sebuah baja dengan panjang 20 m pada suhu 0 o C. Bila baja tersebut dipanaskan pada suhu

50 o C, berpakah pertambahan panjang baja tersebut ?.

( α = 1,1 x 10 – 5/oC )

KETERANGAN

L2 = L1 ( 1 + α ∆ t ) L1 = Panjang benda pada suhu t1 (suhu mula- mula)

L2 = Panjang benda pada suhu t2 ( suhu akhir )

Atau : α = Koefisien muai panjang

∆ t = ( t2 – t1 ) = Perubahan suhu

L2 = L1 ( 1 + α ( t2 – t1 )

Soal

Sebuah kuningan pada suhu 20 0C mempunyai panjang 1000 m. Berapakah panjang

kuningan tersebut pada suhu 150 0C ? ( α kuningan = 1,9 x 10

-5 / 0C )

b. Muai Luas Untuk pemuaian panjang , perubahan terjadi pada satu dimensi saja. Sedangkan pada

pemuaian luas , perubahan terjadi pada dua dimensi. Oleh sebab itu, untuk koefisien muai

luas ( β dibaca : beta ) berlaku :

αβ 2=

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 3

Untuk muai luas berlaku :

Keterangan

A1 = Luas benda pada suhu t1 ( suhu mula – mula )

A2 = Luas benda pada suhu t2 ( suhu akhir )

β = koefisien muai luas o C

-1

t∆ = perubahan temperatur dalam o C

Soal

Sekeping kaca pada temperatur awal 20o C memiliki luas 300 cm

2 . Hitung luas keping kaca tersebut

pada temperatur 70o C jika koefisien muai panjang kaca = 0,000009/

oC

c. Muai Ruang ( Volum )

Sebuah bola logam sebelum dipanaskan dapat dimasukkan kedalam gelang logam Setelah

dipanaskan ternyata bola tidak dapat masuk kedalam gelang logam tsb.

Kejadian ini menunjukkan bahwa setelah dipanaskan, volum bola memuai.

Pada pemuaian ruang berlaku rumus :

KETERANGAN :

V1 = Volum benda pada temperatur awal ( pada suhu t1 )

V2 = Volum benda pada temperatur akhir ( pada suhu t2 )

γ ( dibaca gamma ) = Koefisien muai ruang

t∆ = ( t 2 – t1 ) = perubahan suhu dalam o C

Untuk muai ruang, perubahan terjadi pada tiga dimensi .

Maka berlaku :

Soal

Sebuah silinder tembaga pejal pada suhu 40 o C volumnya 4 liter. Jika suhunya dinaikkan menjadi

140 o C, berapa volum silinder tembaga tersebut ?.

( Cxo/107,1 5−=α )

A2 = A1 ( 1 + t∆β )

V2 = V1 ( 1 + t∆γ

αγ 3=

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN 4

BIMETAL

Adalah dua buah keping logam yang koefisien muainya berbeda dikeling menjadi satu.

Sebuah bimetal apabila dipanaskan ( suhunya dinaikkan )akan melengkung ke arah logam yang

koefisien muainya kecil. Sedangkan apabila didinginkan akan melengkung kearah logam yang

koefisien

muainya besar.

Benda yang koefisien muai

panjangnya kecil

Benda yang koefisien muai

panjangnya kecil

PRINSIP PEMUAIAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI

Contoh :

a. termometer

b. keping bimetal

c. pengelingan pelat logam

d. pemasangan bingkai logam pada roda

e. pemasangan rel kereta api

f. celah pemuaian pada jalan layang

g. Alat pemberi tahu kebakaran

h. Pemasangan kaca jendela

d. Muai gas Dari hasil eksperimen yang dilakukan ternyata koefisien muai ruang untuk semua jenis gas adalah

sama yaitu ����

��� /0C atau 0,00367 / 0 K . Sehingga berlaku rumus :

V2 = V1 ( 1 + �

�� t∆ )

KETERANGAN :

V1 = Volum benda pada temperatur awal ( pada suhu t1 )

V2 = Volum benda pada temperatur akhir ( pada suhu t2 )

�

��� = koefisien muai ruang ( muai volum ) gas

t∆ = ( t 2 – t1 ) = perubahan suhu dalam o C