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

Logam Besi

d = 3 cm

x = 134 cm

PERHITUNGAN

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