5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru

1/8

III. PEMUAIAN PANJANG

A. Pendahuluan

1. Latar Belakang

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena

pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda

karena menerima kalor. Sedangkan pemuaian panjang adalah

bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor.

Pada pemuaian panjang, nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan

dengan nilai panjang benda tersebut. Sehingga lebar dan tebal dianggap

tidak ada. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja

adalah kawat kecil yang panjang sekali.

Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor

yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan

suhu. oefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi olehjenis benda atau jenis bahan. Peristiwa yang mengikuti penambahan

temperatur pada bahan adalah perubahan ukuran dan keadaannya. !aya

antar a tom k ita pandang sebagai kumpulan pegas yang

menjadi penghu bung antar atom bahan. Pada setiap temperatur,

atom padatan tersebut akan bergetar. kenaikan temperatur akan

mengakibatkan penambahan jarak rata"rata antar atom bahan. #al ini

mengakibatkan terjadinya pemuaian $ekspansi% pada seluruh komponen

padatan tersebut. Perubahan ukuran pada dimensi linier disebut sebagai

muai linier. &ika panjang dimensi linier bahan adalah l, maka perubahan

panjang akibat perubahan temperatur '( adalah sebesar 'L.

Secara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan

pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu

adalah

'l ) lo . * (

5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru

2/8

keterangan +

l ) pertambahan panjang $m%

lo ) panjang awal $m%

* ) koefisien muai panjang $oC%

( ) perubahan suhu $oC%

Bila ingin menentukan panjang akhir setelah pemanasan maka

digunakan persamaan sebagai berikut +

l ) l - lo

keterangan +

l ) panjang akhir $m%

'l ) pertambahan panjang

lo ) panjang awal

. (ujuan Praktikum

1. /enjelaskan pengaruh perubahan temperatur terhadap bahan

terutama logam

. /engukur besarnya koefisien pemuaian panjang material

0. aktu dan (empat Praktikum

Praktikum acara 222 Pemuaian Panjang dilaksanakan pada hari

Senin, tanggal 3 September 41 pada pukul 15.44 6 17.44 2B

bertempat di Laboratorium Pusat 8akultas /atematika dan 2lmu

Pengetahuan 9lam :ni;ersitas Sebelas /aret Surakarta

B. Tinjauan Pustaka

5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru

3/8

Bila alam alam

beberapa

5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru

4/8

besar, sehingga tidak bisa dilawan dan bisanya hanya dihindari. 2ni

menyebabkan efek pemuaian benda menempati peran penting dan selalu

diperhitungkan keberadaannya. (elah berhasil dibangun purwarupa

perangkat pengukur koefisien muai panjang batang logam berbasis

transduser panjang elektromekanis potensiometris. (ransduser itu

dibangun dari sensor potensiometer putar berelemen plastik konduktif,

catu tegangan >C, multimeter digital, rangkaian roda gigi, dan rangkaian

tuas. Purwarupa transduser panjang elektromekanis bersensor

potensiometer dibangun untuk diterapkan pada eksperimen koefisien muai

panjang logam. Pengukuran koefisien muai panjang logam $*% yang

dilengkapi dengan sistem elektronis bermakna adanya alihan sinyal

mekanik menjadi sinyal listrik. @ilai * dari setiap jenis batang logam uji

terukur dengan teliti bila dilakukan pengukuran suhu $'(% dan perubahan

panjang $'L% dengan teliti. Pengukuran '( dilakukan secara teliti bila

kondisi uap air didalam tungku uap air yang digunakan untuk memanaskan

batang logam uji dalam keadaan jenuh, sehingga suhu terbaca oleh kedua

termometer, pada masing"masing ujung batang logam dan senilai.

Pengukuran 'L teliti bila sensor 'L memiliki kepekaan tinggi dan 'L

terbaca melalui tampilan numeris digital $2rwan, 443%.

(emperatur $(% dapat diukur dalam skala Celcius, dimana titik

beku air adalah 4 oC, dan titik didih $pada kondisi standar% adalah pada 144

oC. Pemuaian linear benda padat yaitu ketika benda padat mengalami

peningkatan temperatur '(, pertambahan panjangnya 'L hampir

sebanding dengan panjang awalnya Lo dikalikan dengan '(, yaitu

'L ) * . Lo . '(

>imana konstanta perbandingan * disebut sebagai koefisien pemuaian

linier. @ilai * tergantung pada sifat

5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru

5/8

karena itu, akurat hanya untuk perbedaan suhu yang cukup kecil. :ntuk

membuat hal"hal bahkan lebih rumit, pada suhu ekstrim, seperti yang

berpengalaman dalam misi ruang angkasa, properti materi berhenti

berperilaku linear dan mulai mengikuti polinomial kompleks. :ntuk lebih

akurat mempredsi ekspansi termal komponen yang mengalami suhu yang

besar perubahan dan sering terbuat dari bahan isotropik $allace, 445%.

Balok dalam struktur nyata tidak memiliki kebebasan untuk

memanjang. &ika kenaikan suhu diterapkan pada balok sederhana hasilnya

hanya akan menjadi ekspansi atau peningkatan panjang. leh karena ituregangan total adalah sama dengan perubahan regangan dan tidak ada

ketegangan mekanik yang berarti bahwa tidak ada tekanan berkembang di

balok $:smani, 441%.

:ntuk meningkatkan akurasi hasil kalibrasi balok ukur, maka perlu

diketahui selisih koefiien muai termal dari balok ukur yang dikalibrasi

terhadap balok ukur acuan. Selisih koefsien muai termal balok ukur dopat

ditentukan dengan jalan melakukan pengukuran. 8aktor yang paling

dominan agar mendapatkan hasil kalibrasi balok ukur yang akurat adalah

tejaganya kestabilan suhu dan penyimpangan suhu dari suhu acuan $4 oC)

yang sekecil mungkin pada saat kalibrasi berlangsung. @ilai koefisien

muai termal balok ukur bergantung dari material yang digunakan untuk

membuatnya $9nwar, 443%.

Semua peningkatan

5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru

6/8

Lo . '(

C. Alat, Bahan, dan Cara Kerja

1. 9lat

a. Satu set peralatan muai panjang model Pasco (>"D55D

b. (ermometer

c. etel air dan kompor listrik

d. /istar dan jangka sorong

. Bahan

a. Logam besi dan tembaga

b. 9ir

0. Cara erja

a. Pasanglah semua peralatan seperti pada gambar. Pastikan logam uji

terjepit dengan kuat

b. :kurlah panjang logam mula"mula Lo

5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru

7/8

c. Letakkan skala pertambahan panjang pada klem penyiku logam,

pastikan skala pertambahan panjang dapat berputar dengan bebas

dan tentukan titik nol pengukuran

d. 2si ketel dengan air dan hidupkan pemanas. (unggulah sampai

terjadi uap air panas. 9turlah agar uap panas ini mengalir dengan

baik di dalam logam.

e. Secara berkala, misalkan tiap menit, catatlah temperatur batang

logam dan bacalah pertambahan panjang $'L%. 2sikan data

pengamatan pada tabel 1. /atikan pemanas jika temperatur batang

logam sudah maksimum atau tidak mau bertambah

f. Secara berkala, lakukan pengukuran perubahan panjang pada setiap

penurunan temperatur. 2sikan data pengamatan pada tabel .

g. Buatlah grafik hubungan antara pertambahan panjang 'L sebagai

fungsi dari perubahan temperatur '(

h. :kurlah kemiringan grafik dan hitunglah koefisien muai panjang *.

DAFTA PU!TAKA

9nwar, /uhammad. 443.Penentuan Selisih Koefisien Muai Termal Balok Ukur

pada Kalibrasi Balok Ukur dengan Metode Komparasi. Eol D. @o , &uli"

>esember 443.

Bueche, 8rederick & dan Fugene #echt. 44A. Fisika Universitas (alih bahasa,

efina !ndriasari". Frlangga. &akarta.

&ati, Bambang /urdaka Fka. 443. Penggunaan Potensiometer sebagai

Transduser untuk Menentukan Muai Pan#ang Batang $ogam. Eol 7. @o

0, 9pril 443.

@iGmah, 9ndri 9tun. 41.Mengukur Koefisien Muai Pan#ang

Sears, 8rancis eston. 1?A.Mekanika, Panas, dan Bun%i. Palo 9lto. London.

Soedarjana, P&. 1?7?.&nergi 'elombang Medan. Balai Pustaka. &akarta.

5/27/2018 Pemuaian Panjang Paling Baru

8/8

:smani,9.S.441. PrinsipPrinsip )asar Perilaku Struktural di Ba*ah &fek

Termal.@o 0A, /aret 441.

allace, !. 445. esolusi Tinggi Metode untuk Mengukur &kspansi Termal

Koefisien +erospae Bahan. &anuari, 445.