KOEFISIEN MUAI PANJANG
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat melihat banyak sekali hal-hal yang terjadi
berkaitan dengan pemuaian dan pengerutan suatu benda. Misalnya pada suatu hari yang
panas, kawat-kawat listrik atau kawat telepon yang bergantung pada tiangnya akan
bergantung kendur. Tetapi sebaliknya pada hari yang dingin. Rel kereta api dibangun dengan
memberikan sedikit ruang pemisah diantara sambungan-sambungan antar relnya sehingga rel
tersebut tidak akan melengkung ketika musim panas. Pesawat supersonik Concorde akan
bertambah panas selama melakukan penerbangan kerena adanya gesekan dengan udara,
pesawat tersebut akan bertambah panjang 25 cm. Dan banyak hal lainnya yang terjadi dalam
kehidupan sehari-hari kita. Oleh karena itu, percobaan kali ini mengenai Muai Panjang Zat
Padat, untuk dapat memberikan suatu pengetahuan lebih mengenai hal tersebut, dan dapat
kita terapakan dalam kehidupan sehari-hari.
B. TUJUAN
Menentukan koefisien muai panjang pada suatu logam.
II. DASAR TEORI
Pada umumnya ukuran suatu benda akan berubah apabila suhunya berubah. Pada benda-
benda berbentuk batang, perubahan ukuran panjang akibat perubahan suhu adalah sangatlah
nyata, sedangkan penambahan ukuran luas penampang dapat diabaikan karenena kecilnya.
Perubahan panjang akibat perubahan suhu dapat dirumuskan sebagai berikut :
ΔL = ɣ . Lo. ΔT
ɣ = ΔT/ Lo . 1/ ΔT
Koefisien muai panajang suatu benda adalah perbandingan antara pertambahan
panjang terhadap panjang awal benda persatuan kenaikan suhu . Jika suatu benda padat
dipanaskan maka benda tersebut akan memuai kesegala arah,denagn kata lain ukuran panjang
bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor.alat untuk
membandingkan muai panjang dari berbagai logam adalah maschen brock.ketika tiga batang
logam yang berbeda jenis (tembaga,almunium,besi) dan sama panjang walaupun panjang dari
ketiga logam sama dengan mengalami kenaikan suhu yang sama.tetapi pertambahan
panjangnya berbeda.
Peristiwa yang mengikuti penambahan temperatur pada bahan adalah perubahan
ukuran dan keadaanya.keadaan temperatur akan mengakibatkan terjadinya penambahan jarak
rata-rata atom bahan. Hal ini mengakibatkan terjadinya pemuaian (ekspensi) pada seluruh
padatan tersebut. Perubahan pada dimensi linier disebut sebagai muai linier, jika penambahan
temperatur ΔT adalah penambahan panjang ΔT, untuk penambahan temperatur yang kecil,
maka perubahan panjang (ΔL) akan sebanding dengan pertambahan panjang (ΔT), dengan
ΔT= Lt – Lo.
Dari persamaan:
Lt = Lo (1+ αt) , dan
Ltˈ = Lo (1+αtˈ)
Diperoleh:
α = Ltˈ−¿
Lo(tˈ−t)
α = koefisien muai panjang
III. METODE EKSPERIMEN
A. METODE YANG DIGUNAKAN
Metode yang digunakan untuk mengolah data dalam praktikum kali ini adalah
metode regresi linear.
B. ALAT DAN BAHAN
Alat:
1. Alat muai logam
2. Teropong
3. Batang berskala/mistar
4. Termometer
5. Bejana uap
6. Selang uap
Bahan
1. Batang besi
2. Batang alumunium
C. SKEMA PERCOBAAN
D. TATA LAKSANA PERCOBAAN
1. Air didalam bejana uap dipanaskan
2. Jarak antara mistar dan kaca dihitung
3. Arah teropong diatur terhadap kaca agar memantulkan cahaya pada mistar
4. Penurunan suhu tiap 2o C diteliti berapa parubahan angka di mistar
5. Data dicatat dan disajikan dalam tabel
E. ANALISA DATA
Data-data yang diperoleh akan dianalisa menggunakan persamaan sebagai berikut:
α = d K2 x t → 2 α x t = d K
K = 2 x αd . t
Dengan k = sumbu y ; 2 x α
d= gradien garis ; t = sumbu x
Maka akan diperoleh persamaan linear y = mx. Untuk mencari m = 2 x α
d dan
∆m= 2 x ∆ α
ddari sini akan diperoleh α± ∆α.
Model grafik yang akan diperoleh:
IV. DATA, GRAFIK, & PERHITUNGAN
DATA
A. PERCOBAAN 1
Logam Besi
d=3cm
x=133cm
B. PERCOBAAN II
X Y XY X2 Y2
0 0 0 0 02 1 2 4 14 2 8 16 46 3 18 36 98 6 48 64 36
10 7 70 100 4912 8 96 144 6414 10 140 196 10016 12 192 256 14418 14 252 324 196
Σ= 90 63 826 1140 603Σ =
36003969 682276
1299600 363609
x y xy x^2 y^20 0 0 0 02 2 4 4 44 4 16 16 166 5 30 36 258 7 56 64 49
10 9 90 100 8112 10 120 144 10014 11 154 196 12116 12 192 256 14418 14 252 324 196
Σ=
9074 914 1140 736
Σ= 81005476 835396 1299600 541696
A. Percobaan I
Logam Almunium
m = N Σ xy – Σ x Σ y
N Σ x2 –¿¿
= 10∗826−90∗6310∗1140−8100
= 0,784 cm/oc
m = 2 αx
d
α = md2x
α = 0,784∗32∗133
α = 8,85 x 10-3 cm/oc
∆m = ¿ (∑y2 (∑ x2¿¿))]1/2 * [N
N ∑ x2−¿¿ ]1/2
= 0,594 * 0,003
= 0,0018 cm/oc
∆m = 2 ∆ αx
d
∆α = ∆ m d
2 x
∆α = 0,18 x 10-4
maka untuk almunium: α±∆α = (8,85 ± 0,018) x 10-3 cm/oc
B. Percobaan II
Logam Besi
m = N Σ xy – Σ x Σ y
N Σ x2 –¿¿
= 24803300
= 0,751 cm/oc
m = 2 αx
d
α = md2x
α = 0,751∗32∗134
α = 8,412 x 10-3
∆m = ¿ (∑y2 (∑ x2¿¿))]1/2 * [N
N ∑ x2−¿¿ ]1/2
∆m = 0,503 * 0,003
∆m = 0,0015
∆m = 2 ∆ αx
d
∆α = ∆ m d
2 x
∆α = 0,17 x 10-5
Jadi, α±∆α= (8,41±0,0017) x 10-3 cm/oc
V. PEMBAHASAN
Setiap zat padat yang dipanaskan dan pemuaian yang terjadi pada zat padat adalah pemuaian panjang, meskipun pada pemuaian pada zat padat ada nilai lebar dan tebal itu pun sangat kecil sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. Pada praktikum kali ini dibahas tentang pemuaian panjang yang terjadi pada almunium dan besi.
Tetapi alangkah baiknya bila mengetahui apa yang terjadi pada almunium dan besi itu, fenomena apa yang menyebabkan almunium dan besi dapat memuai. Setiap benda terdiri dari zat-zat penyusun yang sangat kecil. Zat-zat tersebut saling berikatan satu dengan yang lain. Zat-zat tersebut berikatan sambil bervibrasi meskipun vibrasinya sangat kecil dan kasat mata.
Gataran/vibrasi zat bergantung pada suhu lingkungan, semakin panas maka getarannya akan semakin kuat. Jika geratannya semakin kuat maka gerak antara zat yang satu dengan yang lain menjadi renggang. Karena itu jika benda dipanaskan maka ukurannya semakin besar. Fenomena inilah yang terjadi pada alumunium dan besi saat dipanaskan.
Praktikum kali initelah dilakukan percobaan untuk mencari koefisien muai panjang pada besi dan alumunium. Dengan metode regresi linear data diolah dan diperoleh hasil sbb:
Koefisien muai panjang almunium : (8,85 ± 0,018) x 10-3 cm/oc
Koefisien muai panjang besi : (8,41 ± 0,0017) x 10-3 cm/oc
Referensi:
Indonesiaindonesia.com/f/94967-bab-6-pemuaian-zat/ (jurnal)
Koefisian muai panjang (α) alumunium : 25x10-6 m/oc
: 2,5x10-3 cm/oc
Koefisien muai panjang (α) besi : 12x10-6 m/oc
: 1,2x10-3 cm/oc
Data yang diperoleh dari percobaan praktikum berbeda dengan yang ada pada referensi. Hal ini disebabkan oleh empat faktor yang dapat mempengaruhi hasil, yakni:
1. Alat : Alat yang digunakan saat praktikum mungkin sudah tua atau agak rusak.
2. Metode : Mungkin metode yang diberikan untuk percobaan ini berbeda dengan yang digunakan pada referensi.
3. Personal : Mungkin saja praktikan kurang teliti dalam mengerjakan praktikum maupun mengolah data.
4. Lingkungan : mungkin pada saat praktikum lingkungan seperti suhu ruangan praktikum mempengaruhi prubahan suhu logn maupun sebagainya.
Keempat faktor inilah yang mungkin menyebabkan perbedaan hasil yang diperoleh praktikan berbeda dengan referensi.
VI. KESIMPULAN
1. Koefisien muai panjang (α) alumunium = (8,85 ± 0,018) x 10-3 cm/oc
2. Koefisien muai panjang besi : (8,41 ± 0,0017) x 10-3 cm/oc
VII. DAFTAR PUSTAKA
1. Staff asisten laboratorium fisika dasar 2011. Buku Panduan Fisika Dasar Semester II. Jurusan Fisika FMIPA UGM: Yogyakarta
2. Zears, zemasky. 1985. Fisika Untuk Universitas I. Jakarta: Bina Cipta
VIII. LEMBAR PENGESAHAN
Yogyakarta, 24 Mei 2012
Asisten Praktikan
( ) (Farhan Binar Sentanu)
11/320024/PA/14319
Top Related