Rumus Fisika Lengkap Pemuaian Beserta Contohnya - Melanjutkan materi dari yang sebelumnya, kali ini kita akan mencoba membahas tentang Pemuaian. Di artikel sebelumnya kita pernah membahas terkait suhu atau temperatur suatu benda. Suhu ini ketika terkena suatu benda ternyata benda tersebut dapat memuai ataupun menyusut. Fenomena pemuaian ini sering kita alami pada kehidupan sehari-hari, seperti kabel litrik PLN yang akan memuai pada siang hari dan menyusut ketika malam hari.
Pemuaian adalah gerakan atom penyusun benda karena mengalami pemanasan. Semakin panas suhu pada suatu benda, maka getaran antaratom akan semakin cepat dan menyebar ke segala arah. Getaran antaratom ini yang nantinya akan membuat benda tersebut memuai.
 |
| Google Image - Rumus Fisika Lengkap Pemuaian Beserta Contohnya |
Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang sering disebut dengan pemuaian pemuaian linier. Pemuaian panjang pada zat padat akan berlaku jika zat pada itu hanya di pandang sebagai satu dimensi. Satu dimensi disini jika suhu dari suatu benda naik, maka benda tersebut akan memuai atau bertambah panjang walaupun pertambahan panjang nilainya kecil.
Baca juga: Materi lengkap suhu dan kalor.
Untuk pemuaian panjang biasa menggunakan konsep koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang adalah pertambahan panjang suatu zat dari panjang mula-mulanya. Lalu bagaimanakah rumus untuk menghitung pertambahan panjang suatu benda tersebut? Rumus yang digunakan untuk menghitung pertambahan panjang secara matematis dapat dituliska sebagai berikut:
Keterangan: 𝛼 = koefisien muai panjang
∆L = pertambahan panjang
L₀ = Panjang awal
∆T = perubahan suhu
L = Panjang akhir benda
Setelah kita sudah mengetahui rumus untuk mencari pemuaian panjang. Kita juga akan memberikan beberapa nilai dari koefisien muai panjang dari masing-masing benda yang ada di sekitar kita, sehingga nantinya jika terdapat soal yang koefisien muai panjang tidak diketahui kita dapat menggunakan nilai dibawah ini.
Contoh 1.
Terdapat benda yang terbuat dari logam besi dan memiliki panjang 1000 cm. Berapakah pertambahan panjang logam besi tersebut, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50ºC?
Diketahui: L₀ = 1000 cm
∆T = 50ºC
𝛼 = 12 × 10⁻⁶ /ºC
Ditanya: ∆L = ... ?
Jawab
Jadi, pertambahan panjang benda tersebut adalah 60 cm.
Pemuaian Luas
Sebuah benda padat, baik termasuk ke dalam bentuk persegi dan lain sebagainya pasti memiliki nilai luas. Sama halnya dengan pemuaian panjang, ketika benda tersebut di panaskan maka akan mengalami pemuaian luas. Rumus yang digunakan untuk menghitung pertambahan luas secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:
Keterangan: 𝛽 = koefisien muai luas
∆A = pertambahan luas
A₀ = luas awal
∆T = perubahan suhu
A = luas akhir benda
Ketika pada soal ditanyakan nilai dari pertambahan luas tetapi yang diketahui adalah koefisien muai panjang, maka kita harus mengubahnya menjadi koefisien muai luas terlebih dahulu. Hubungan antara koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang adalah sebgai berikut:
𝛽 = 2𝛼
Contoh 2.
Pada suhu 30ºC sebuah plat besi luasnya 10 m². Apabila suhunya dinaikkan menjadi 90ºC dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/ºC. Tentukanlah luas plat besi tersebut.
Diketahui: A₀ = 10 m²
T₁ = 30ºC
T₂ = 90ºC
𝛼 = 12 × 10⁻⁶ /ºC
𝛽 = 2𝛼 = 2 × 12 × 10⁻⁶ /ºC = 24 × 10⁻⁶ /ºC
Ditanya: A = ... ?
Jadi, luas plat besi setelah dipanaskan adalah 10,0144 m².
Keterangan: 𝛾 = koefisien muai volume
∆V = pertambahan volume
V₀ = volume awal
∆T = perubahan suhu
V = volume akhir benda
T₁ = 30ºC
T₂ = 90ºC
𝛼 = 12 × 10⁻⁶ /ºC
𝛽 = 2𝛼 = 2 × 12 × 10⁻⁶ /ºC = 24 × 10⁻⁶ /ºC
Ditanya: A = ... ?
Jawab
Pemuaian Volume
Sama seperti pemuaian panjang dan pemuaian luas, benda yang memiliki volume pun akan mengalami pemuaian. Pemuaian volume akan terjadi jika benda tersebut dipanaskan. Rumus yang digunakan untuk menghitung pertambahan volume secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:
∆V = pertambahan volume
V₀ = volume awal
∆T = perubahan suhu
V = volume akhir benda
Ketika pada soal ditanyakan nilai dari pertambahan volume tetapi yang diketahui adalah koefisien muai panjang dan koefisien muai luas, maka kita harus mengubahnya menjadi koefisien muai volume terlebih dahulu. Hubungan antara koefisien muai panjang, koefisien muai luas dengan koefisien muai volume adalah sebgai berikut:
𝛾 = 3𝛼
𝛾 = 3/2 𝛽
Contoh 3.
Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25ºC. Jika koefisien muai panjang bejana sebesar 2 × 10⁻⁵ /ºC, maka tentukanlah volume bejana tersebut pada kenaikan suhu 75ºC.
Diketahui: V₀ = 1 L
T₁ = 25ºC
T₂ = 75ºC
𝛼 = 2 × 10⁻⁵ /ºC
𝛾 = 3𝛼 = 3 × 2 × 10⁻⁵ /ºC = 6 × 10⁻⁵ /ºC
Ditanya: V = ... ?
Jadi, volume bejana setelah dipanaskan adalah 1,003 L.
T₁ = 25ºC
T₂ = 75ºC
𝛼 = 2 × 10⁻⁵ /ºC
𝛾 = 3𝛼 = 3 × 2 × 10⁻⁵ /ºC = 6 × 10⁻⁵ /ºC
Ditanya: V = ... ?
Jawab
Rumus Fisika Lengkap Pemuaian Beserta Contohnya - Demikianlah materi singkat tentang Rumus Fisika Lengkap Pemuaian Beserta Contohnya. Semoga artikel ini bisa bermanfaat bagi teman setia Sains Seru yang lagi mencari materi ini. Jika masih ada yang kurang di pahami bisa bertanya di kolom komentar dibawah ya. Untuk artikel selanjutnya kita akan membahas Perpindahan Kalor, jadi ikuti terus ya update artikel disini. Terimakasih atas perhatiannya, See You.