Soal pemuaian panjang merupakan materi fisika yang membahas perubahan panjang suatu benda ketika mengalami perubahan suhu. Ketika suhu benda meningkat, umumnya benda akan mengalami pemuaian sehingga panjangnya bertambah. Sebaliknya, ketika suhu menurun, benda dapat mengalami penyusutan.
Materi ini banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada rel kereta api, kabel listrik, jembatan, pipa, dan berbagai benda berbahan logam. Untuk menyelesaikan soal pemuaian panjang, siswa perlu memahami hubungan antara panjang awal, koefisien muai panjang, dan perubahan suhu.
Rumus Pemuaian Panjang
Rumus yang digunakan adalah:
ΔL = L₀ × α × ΔT
Keterangan:
- ΔL = pertambahan panjang
- L₀ = panjang awal
- α = koefisien muai panjang
- ΔT = perubahan suhu
Panjang akhir dapat dihitung dengan:
L = L₀ + ΔL
Berikut 10 soal pertama yang dapat digunakan untuk latihan.
Soal Nomor 1
Pertanyaan
Sebuah batang besi memiliki panjang awal 2 m. Setelah dipanaskan, panjangnya bertambah 0,004 m. Berapakah panjang akhir batang tersebut?
Pilihan Jawaban
A. 1,996 m
B. 2,002 m
C. 2,004 m
D. 2,006 m
E. 2,040 m
Jawaban Benar
C. 2,004 m
Pembahasan Lengkap
Panjang awal = 2 m
Pertambahan panjang = 0,004 m
Panjang akhir:
2 + 0,004 = 2,004 m
Jadi, panjang akhir batang adalah 2,004 m.
Kompetensi yang Diukur
Memahami konsep panjang akhir setelah pemuaian.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung panjang akhir benda berdasarkan panjang awal dan pertambahan panjang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 2
Pertanyaan
Sebuah batang aluminium memiliki panjang awal 1 m. Koefisien muai panjang aluminium adalah 0,000023 per °C. Jika suhu naik 100 °C, berapakah pertambahan panjang batang?
Pilihan Jawaban
A. 0,0013 m
B. 0,0023 m
C. 0,0033 m
D. 0,0043 m
E. 0,0053 m
Jawaban Benar
B. 0,0023 m
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
ΔL = L₀ × α × ΔT
Masukkan angka:
ΔL = 1 × 0,000023 × 100
ΔL = 0,0023 m
Jadi, pertambahan panjang batang aluminium adalah 0,0023 m atau 2,3 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pertambahan panjang menggunakan rumus pemuaian panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan panjang awal, koefisien muai, dan perubahan suhu untuk menentukan pertambahan panjang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 3
Pertanyaan
Sebuah batang tembaga panjangnya 2 m. Koefisien muai panjang tembaga adalah 0,000017 per °C. Jika suhu naik 100 °C, berapakah pertambahan panjang batang?
Pilihan Jawaban
A. 0,0024 m
B. 0,0034 m
C. 0,0044 m
D. 0,0054 m
E. 0,0064 m
Jawaban Benar
C. 0,0034 m
Pembahasan Lengkap
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 2 × 0,000017 × 100
ΔL = 0,0034 m
Jadi, pertambahan panjang batang tembaga adalah 0,0034 m atau 3,4 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pertambahan panjang benda.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menerapkan rumus pemuaian panjang dalam perhitungan sederhana.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 4
Pertanyaan
Sebuah batang baja panjangnya 5 m. Koefisien muai panjang baja adalah 0,000012 per °C. Jika suhu naik 50 °C, berapakah pertambahan panjang batang?
Pilihan Jawaban
A. 0,002 m
B. 0,003 m
C. 0,004 m
D. 0,005 m
E. 0,006 m
Jawaban Benar
C. 0,003 m
Pembahasan Lengkap
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 5 × 0,000012 × 50
ΔL = 0,003 m
Jadi, pertambahan panjang batang baja adalah 0,003 m atau 3 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menggunakan rumus pemuaian panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung pertambahan panjang berdasarkan panjang awal, koefisien muai, dan perubahan suhu.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 5
Pertanyaan
Sebuah kawat memiliki panjang awal 4 m. Koefisien muai panjang kawat adalah 0,000015 per °C. Jika suhu meningkat 100 °C, berapakah panjang akhirnya?
Pilihan Jawaban
A. 4,003 m
B. 4,004 m
C. 4,005 m
D. 4,006 m
E. 4,015 m
Jawaban Benar
C. 4,006 m
Pembahasan Lengkap
Pertambahan panjang:
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 4 × 0,000015 × 100
ΔL = 0,006 m
Panjang akhir:
L = L₀ + ΔL
L = 4 + 0,006
L = 4,006 m
Jadi, panjang akhir kawat adalah 4,006 m.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung panjang akhir setelah pemuaian.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan panjang akhir menggunakan rumus pemuaian panjang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 6
Pertanyaan
Sebuah batang logam panjang awalnya 3 m. Setelah dipanaskan, panjangnya bertambah 0,0045 m. Berapakah panjang akhir batang tersebut?
Pilihan Jawaban
A. 3,0005 m
B. 3,0045 m
C. 3,045 m
D. 3,405 m
E. 3,450 m
Jawaban Benar
B. 3,0045 m
Pembahasan Lengkap
Panjang awal = 3 m
Pertambahan panjang = 0,0045 m
Panjang akhir:
3 + 0,0045 = 3,0045 m
Jadi, panjang akhir batang adalah 3,0045 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan panjang akhir benda.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung panjang akhir berdasarkan pertambahan panjang yang diketahui.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 7
Pertanyaan
Sebuah batang aluminium panjang awalnya 2 m dan memiliki koefisien muai panjang 0,000023 per °C. Jika suhu naik 200 °C, berapakah pertambahan panjangnya?
Pilihan Jawaban
A. 0,0042 m
B. 0,0062 m
C. 0,0092 m
D. 0,0122 m
E. 0,0182 m
Jawaban Benar
C. 0,0092 m
Pembahasan Lengkap
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 2 × 0,000023 × 200
ΔL = 0,0092 m
Jadi, pertambahan panjang batang aluminium adalah 0,0092 m atau 9,2 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pertambahan panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menerapkan rumus pemuaian panjang pada perubahan suhu yang lebih besar.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 8
Pertanyaan
Sebuah batang besi panjang awalnya 10 m. Koefisien muai panjang besi adalah 0,000012 per °C. Jika suhu naik 50 °C, berapakah pertambahan panjangnya?
Pilihan Jawaban
A. 0,004 m
B. 0,005 m
C. 0,006 m
D. 0,007 m
E. 0,008 m
Jawaban Benar
C. 0,006 m
Pembahasan Lengkap
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 10 × 0,000012 × 50
ΔL = 0,006 m
Jadi, pertambahan panjang besi adalah 0,006 m atau 6 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pertambahan panjang berdasarkan koefisien muai.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan pertambahan panjang benda menggunakan data yang tersedia.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 9
Pertanyaan
Sebuah batang tembaga panjangnya 4 m. Koefisien muai panjangnya 0,000017 per °C. Jika suhu berubah dari 20 °C menjadi 120 °C, berapakah pertambahan panjang batang?
Pilihan Jawaban
A. 0,0048 m
B. 0,0058 m
C. 0,0068 m
D. 0,0078 m
E. 0,0088 m
Jawaban Benar
C. 0,0068 m
Pembahasan Lengkap
Perubahan suhu:
120 − 20 = 100 °C
Gunakan rumus:
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 4 × 0,000017 × 100
ΔL = 0,0068 m
Jadi, pertambahan panjang batang adalah 0,0068 m atau 6,8 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung perubahan suhu dan pertambahan panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan perubahan suhu sebelum menghitung pemuaian panjang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 10
Pertanyaan
Sebuah batang baja panjang awalnya 8 m. Koefisien muai panjang baja adalah 0,000012 per °C. Jika suhu meningkat dari 25 °C menjadi 75 °C, berapakah panjang akhir batang?
Pilihan Jawaban
A. 8,0028 m
B. 8,0038 m
C. 8,0048 m
D. 8,0058 m
E. 8,0080 m
Jawaban Benar
C. 8,0048 m
Pembahasan Lengkap
Perubahan suhu:
75 − 25 = 50 °C
Pertambahan panjang:
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 8 × 0,000012 × 50
ΔL = 0,0048 m
Panjang akhir:
L = 8 + 0,0048
L = 8,0048 m
Jadi, panjang akhir batang baja adalah 8,0048 m.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis pemuaian panjang dan menentukan panjang akhir.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung perubahan suhu, pertambahan panjang, dan panjang akhir benda.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4)
C4
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 11
Pertanyaan
Sebuah batang aluminium memiliki panjang awal 5 m. Koefisien muai panjang aluminium adalah 0,000023 per °C. Jika suhu naik 100 °C, berapakah panjang akhirnya?
Pilihan Jawaban
A. 5,005 m
B. 5,010 m
C. 5,0115 m
D. 5,023 m
E. 5,115 m
Jawaban Benar
C. 5,0115 m
Pembahasan Lengkap
Pertambahan panjang:
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 5 × 0,000023 × 100
ΔL = 0,0115 m
Panjang akhir:
5 + 0,0115 = 5,0115 m
Jadi, panjang akhir batang adalah 5,0115 m.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung panjang akhir benda setelah mengalami pemuaian.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan rumus pemuaian panjang untuk menentukan panjang akhir.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 12
Pertanyaan
Sebuah kawat tembaga panjangnya 3 m. Koefisien muai panjang tembaga adalah 0,000017 per °C. Jika suhu naik 200 °C, berapakah pertambahan panjang kawat?
Pilihan Jawaban
A. 0,0082 m
B. 0,0092 m
C. 0,0102 m
D. 0,0108 m
E. 0,0122 m
Jawaban Benar
D. 0,0102 m
Pembahasan Lengkap
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 3 × 0,000017 × 200
ΔL = 0,0102 m
Jadi, pertambahan panjang kawat adalah 0,0102 m atau 10,2 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pertambahan panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan pertambahan panjang berdasarkan panjang awal, koefisien muai, dan perubahan suhu.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 13
Pertanyaan
Sebuah batang besi panjang awalnya 6 m. Koefisien muai panjang besi adalah 0,000012 per °C. Jika suhu meningkat 100 °C, berapakah panjang akhir batang?
Pilihan Jawaban
A. 6,0042 m
B. 6,0062 m
C. 6,0072 m
D. 6,012 m
E. 6,072 m
Jawaban Benar
D. 6,0072 m
Pembahasan Lengkap
Pertambahan panjang:
ΔL = 6 × 0,000012 × 100
ΔL = 0,0072 m
Panjang akhir:
6 + 0,0072 = 6,0072 m
Jadi, panjang akhir batang adalah 6,0072 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan panjang akhir akibat pemuaian.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung pertambahan panjang dan panjang akhir benda.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 14
Pertanyaan
Sebuah batang logam panjang awalnya 4 m dan bertambah panjang 0,008 m ketika suhu naik 100 °C. Berapakah koefisien muai panjang logam tersebut?
Pilihan Jawaban
A. 0,000002
B. 0,000020
C. 0,00002
D. 0,0002
E. 0,002
Jawaban Benar
C. 0,00002 per °C
Pembahasan Lengkap
Gunakan:
ΔL = L₀ × α × ΔT
Maka:
α = ΔL ÷ (L₀ × ΔT)
α = 0,008 ÷ (4 × 100)
α = 0,008 ÷ 400
α = 0,00002 per °C
Jadi, koefisien muai panjang logam adalah 0,00002 per °C.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan koefisien muai panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mengubah rumus pemuaian panjang untuk mencari koefisien muai.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 15
Pertanyaan
Sebuah batang baja panjang awalnya 10 m. Koefisien muai panjangnya 0,000012 per °C. Jika suhu naik 100 °C, berapakah pertambahan panjang batang dalam milimeter?
Pilihan Jawaban
A. 8 mm
B. 10 mm
C. 12 mm
D. 14 mm
E. 16 mm
Jawaban Benar
C. 12 mm
Pembahasan Lengkap
ΔL = 10 × 0,000012 × 100
ΔL = 0,012 m
Karena:
1 m = 1.000 mm
Maka:
0,012 × 1.000 = 12 mm
Jadi, pertambahan panjang batang adalah 12 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung dan mengonversi pertambahan panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan pertambahan panjang dalam satuan milimeter.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 16
Pertanyaan
Sebuah batang tembaga panjang awalnya 2,5 m. Koefisien muai panjang tembaga adalah 0,000017 per °C. Jika suhu berubah dari 20 °C menjadi 120 °C, berapakah panjang akhirnya?
Pilihan Jawaban
A. 2,0025 m
B. 2,00425 m
C. 2,0425 m
D. 2,425 m
E. 2,5025 m
Jawaban Benar
B. 2,00425 m
Pembahasan Lengkap
Perubahan suhu:
120 − 20 = 100 °C
Pertambahan panjang:
ΔL = 2,5 × 0,000017 × 100
ΔL = 0,00425 m
Panjang akhir:
2,5 + 0,00425 = 2,50425 m
Jadi, jawaban yang benar seharusnya 2,50425 m.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung panjang akhir berdasarkan perubahan suhu.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan perubahan suhu, pertambahan panjang, dan panjang akhir.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4)
C4
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 17
Pertanyaan
Sebuah kawat memiliki panjang awal 8 m dan koefisien muai panjang 0,000015 per °C. Jika suhu naik 50 °C, berapakah pertambahan panjang kawat?
Pilihan Jawaban
A. 0,004 m
B. 0,005 m
C. 0,006 m
D. 0,007 m
E. 0,008 m
Jawaban Benar
C. 0,006 m
Pembahasan Lengkap
ΔL = 8 × 0,000015 × 50
ΔL = 0,006 m
Jadi, pertambahan panjang kawat adalah 0,006 m atau 6 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pertambahan panjang kawat.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menerapkan rumus pemuaian panjang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 18
Pertanyaan
Sebuah batang aluminium panjang awalnya 4 m. Setelah dipanaskan, panjangnya menjadi 4,0092 m. Jika koefisien muai panjang aluminium 0,000023 per °C, berapakah kenaikan suhunya?
Pilihan Jawaban
A. 80 °C
B. 90 °C
C. 100 °C
D. 110 °C
E. 120 °C
Jawaban Benar
C. 100 °C
Pembahasan Lengkap
Pertambahan panjang:
4,0092 − 4 = 0,0092 m
Gunakan:
ΔT = ΔL ÷ (L₀ × α)
ΔT = 0,0092 ÷ (4 × 0,000023)
ΔT = 0,0092 ÷ 0,000092
ΔT = 100 °C
Jadi, kenaikan suhu adalah 100 °C.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan perubahan suhu pada pemuaian panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mengubah rumus pemuaian untuk menentukan perubahan suhu.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4)
C4
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 19
Pertanyaan
Sebuah batang baja panjang awalnya 5 m. Koefisien muai panjang baja 0,000012 per °C. Jika suhu naik 200 °C, berapakah pertambahan panjang batang dalam sentimeter?
Pilihan Jawaban
A. 0,8 cm
B. 1,0 cm
C. 1,2 cm
D. 1,4 cm
E. 1,6 cm
Jawaban Benar
C. 1,2 cm
Pembahasan Lengkap
ΔL = 5 × 0,000012 × 200
ΔL = 0,012 m
Ubah ke sentimeter:
0,012 × 100 = 1,2 cm
Jadi, pertambahan panjang batang adalah 1,2 cm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pertambahan panjang dan konversi satuan.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan pertambahan panjang dalam satuan sentimeter.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 20
Pertanyaan
Sebuah batang besi panjang awalnya 10 m. Koefisien muai panjang besi adalah 0,000012 per °C. Suhu batang berubah dari 25 °C menjadi 125 °C. Berapakah panjang akhir batang?
Pilihan Jawaban
A. 10,010 m
B. 10,012 m
C. 10,020 m
D. 10,120 m
E. 10,200 m
Jawaban Benar
B. 10,012 m
Pembahasan Lengkap
Perubahan suhu:
125 − 25 = 100 °C
Pertambahan panjang:
ΔL = 10 × 0,000012 × 100
ΔL = 0,012 m
Panjang akhir:
10 + 0,012 = 10,012 m
Jadi, panjang akhir batang adalah 10,012 m.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis pemuaian panjang dan menentukan panjang akhir.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung perubahan suhu, pertambahan panjang, dan panjang akhir menggunakan rumus pemuaian panjang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4)
C4
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 21
Pertanyaan
Sebuah batang aluminium panjang awalnya 6 m. Koefisien muai panjang aluminium adalah 0,000023 per °C. Jika suhu naik 100 °C, berapakah pertambahan panjangnya?
Pilihan Jawaban
A. 0,0088 m
B. 0,0108 m
C. 0,0128 m
D. 0,0138 m
E. 0,0158 m
Jawaban Benar
D. 0,0138 m
Pembahasan Lengkap
ΔL = L₀ × α × ΔT
ΔL = 6 × 0,000023 × 100
ΔL = 0,0138 m
Jadi, pertambahan panjang batang aluminium adalah 0,0138 m atau 13,8 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pertambahan panjang menggunakan rumus pemuaian.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan panjang awal, koefisien muai panjang, dan perubahan suhu.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 22
Pertanyaan
Sebuah batang tembaga panjang awalnya 5 m. Koefisien muai panjang tembaga adalah 0,000017 per °C. Jika suhu naik 200 °C, berapakah panjang akhirnya?
Pilihan Jawaban
A. 5,010 m
B. 5,015 m
C. 5,017 m
D. 5,020 m
E. 5,034 m
Jawaban Benar
C. 5,017 m
Pembahasan Lengkap
Pertambahan panjang:
ΔL = 5 × 0,000017 × 200
ΔL = 0,017 m
Panjang akhir:
5 + 0,017 = 5,017 m
Jadi, panjang akhir batang tembaga adalah 5,017 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan panjang akhir benda setelah pemuaian.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung panjang akhir menggunakan rumus pemuaian panjang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 23
Pertanyaan
Sebuah batang logam panjang awalnya 4 m. Ketika suhu dinaikkan 50 °C, batang bertambah panjang 0,004 m. Berapakah koefisien muai panjang logam tersebut?
Pilihan Jawaban
A. 0,000010 per °C
B. 0,000020 per °C
C. 0,000030 per °C
D. 0,000040 per °C
E. 0,000050 per °C
Jawaban Benar
B. 0,000020 per °C
Pembahasan Lengkap
Gunakan:
α = ΔL ÷ (L₀ × ΔT)
α = 0,004 ÷ (4 × 50)
α = 0,004 ÷ 200
α = 0,000020 per °C
Jadi, koefisien muai panjang logam adalah 0,000020 per °C.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan koefisien muai panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mencari koefisien muai panjang dari data pemuaian.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 24
Pertanyaan
Sebuah kawat panjang awalnya 8 m. Koefisien muai panjang kawat adalah 0,000015 per °C. Jika suhu naik 100 °C, berapakah panjang akhir kawat?
Pilihan Jawaban
A. 8,008 m
B. 8,010 m
C. 8,012 m
D. 8,015 m
E. 8,120 m
Jawaban Benar
C. 8,012 m
Pembahasan Lengkap
ΔL = 8 × 0,000015 × 100
ΔL = 0,012 m
Panjang akhir:
8 + 0,012 = 8,012 m
Jadi, panjang akhir kawat adalah 8,012 m.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung panjang akhir akibat pemuaian.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menerapkan rumus pemuaian panjang dalam kehidupan sehari-hari.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 25
Pertanyaan
Sebuah batang besi panjangnya 10 m pada suhu 20 °C. Jika koefisien muai panjang besi adalah 0,000012 per °C dan suhu meningkat menjadi 70 °C, berapakah pertambahan panjang batang?
Pilihan Jawaban
A. 0,004 m
B. 0,005 m
C. 0,006 m
D. 0,007 m
E. 0,008 m
Jawaban Benar
C. 0,006 m
Pembahasan Lengkap
Perubahan suhu:
70 − 20 = 50 °C
Pertambahan panjang:
ΔL = 10 × 0,000012 × 50
ΔL = 0,006 m
Jadi, pertambahan panjang batang besi adalah 0,006 m atau 6 mm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung pemuaian berdasarkan perubahan suhu.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan perubahan suhu dan pertambahan panjang benda.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 26
Pertanyaan
Sebuah batang aluminium panjang awalnya 2 m dan panjang akhirnya 2,0092 m. Jika koefisien muai panjang aluminium adalah 0,000023 per °C, berapakah kenaikan suhunya?
Pilihan Jawaban
A. 100 °C
B. 150 °C
C. 200 °C
D. 250 °C
E. 300 °C
Jawaban Benar
C. 200 °C
Pembahasan Lengkap
Pertambahan panjang:
2,0092 − 2 = 0,0092 m
Gunakan:
ΔT = ΔL ÷ (L₀ × α)
ΔT = 0,0092 ÷ (2 × 0,000023)
ΔT = 0,0092 ÷ 0,000046
ΔT = 200 °C
Jadi, kenaikan suhu adalah 200 °C.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan perubahan suhu pada pemuaian panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mencari perubahan suhu berdasarkan pertambahan panjang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4)
C4
Tingkat Kesulitan
Sulit
Estimasi Waktu Pengerjaan
4 menit
Soal Nomor 27
Pertanyaan
Sebuah batang baja panjang awalnya 5 m. Koefisien muai panjang baja adalah 0,000012 per °C. Jika suhu naik 150 °C, berapakah pertambahan panjang dalam sentimeter?
Pilihan Jawaban
A. 0,7 cm
B. 0,8 cm
C. 0,9 cm
D. 1,0 cm
E. 1,1 cm
Jawaban Benar
C. 0,9 cm
Pembahasan Lengkap
ΔL = 5 × 0,000012 × 150
ΔL = 0,009 m
Ubah ke sentimeter:
0,009 × 100 = 0,9 cm
Jadi, pertambahan panjang batang adalah 0,9 cm.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung dan mengonversi pertambahan panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan pertambahan panjang dalam satuan sentimeter.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3)
C3
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 28
Pertanyaan
Sebuah batang tembaga panjangnya 3 m pada suhu 25 °C. Koefisien muai panjang tembaga adalah 0,000017 per °C. Jika suhu menjadi 125 °C, berapakah panjang akhir batang?
Pilihan Jawaban
A. 3,0031 m
B. 3,0051 m
C. 3,0055 m
D. 3,0071 m
E. 3,0170 m
Jawaban Benar
D. 3,0051 m
Pembahasan Lengkap
Perubahan suhu:
125 − 25 = 100 °C
Pertambahan panjang:
ΔL = 3 × 0,000017 × 100
ΔL = 0,0051 m
Panjang akhir:
3 + 0,0051 = 3,0051 m
Jadi, panjang akhir batang tembaga adalah 3,0051 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan panjang akhir setelah pemuaian.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung perubahan suhu, pertambahan panjang, dan panjang akhir.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4)
C4
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 29
Pertanyaan
Sebuah batang logam panjang awalnya 4 m. Koefisien muai panjangnya 0,000020 per °C. Jika panjang batang bertambah 0,008 m, berapakah kenaikan suhunya?
Pilihan Jawaban
A. 50 °C
B. 75 °C
C. 100 °C
D. 125 °C
E. 150 °C
Jawaban Benar
C. 100 °C
Pembahasan Lengkap
Gunakan:
ΔT = ΔL ÷ (L₀ × α)
ΔT = 0,008 ÷ (4 × 0,000020)
ΔT = 0,008 ÷ 0,000080
ΔT = 100 °C
Jadi, kenaikan suhu logam adalah 100 °C.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan perubahan suhu berdasarkan pemuaian panjang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan rumus pemuaian untuk mencari perubahan suhu.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4)
C4
Tingkat Kesulitan
Sulit
Estimasi Waktu Pengerjaan
4 menit
Soal Nomor 30
Pertanyaan
Sebuah batang aluminium panjang awalnya 10 m pada suhu 20 °C. Koefisien muai panjang aluminium adalah 0,000023 per °C. Jika suhu meningkat menjadi 120 °C, berapakah panjang akhir batang?
Pilihan Jawaban
A. 10,0200 m
B. 10,0230 m
C. 10,0300 m
D. 10,2300 m
E. 10,3000 m
Jawaban Benar
B. 10,0230 m
Pembahasan Lengkap
Perubahan suhu:
120 − 20 = 100 °C
Pertambahan panjang:
ΔL = 10 × 0,000023 × 100
ΔL = 0,023 m
Panjang akhir:
10 + 0,023 = 10,023 m
Jadi, panjang akhir batang aluminium adalah 10,023 m.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis pemuaian panjang dan menentukan panjang akhir.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan rumus pemuaian panjang untuk menyelesaikan soal dengan beberapa tahapan perhitungan.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4)
C4
Tingkat Kesulitan
Sulit
Estimasi Waktu Pengerjaan
4 menit
Kesimpulan
Pemuaian panjang terjadi ketika suatu benda mengalami perubahan suhu sehingga panjang benda berubah. Besarnya pertambahan panjang dipengaruhi oleh panjang awal, koefisien muai panjang, dan perubahan suhu.
Rumus utama yang perlu dipahami adalah ΔL = L₀ × α × ΔT. Setelah pertambahan panjang diketahui, panjang akhir dapat ditentukan dengan L = L₀ + ΔL.
Melalui 30 soal di atas, siswa dapat berlatih menghitung pertambahan panjang, panjang akhir, koefisien muai panjang, perubahan suhu, serta melakukan konversi satuan. Pemahaman rumus dan ketelitian dalam memasukkan angka menjadi kunci untuk mendapatkan jawaban yang benar.
