Batang baja sepanjang 100 cm dengan penampang 200 ...

Question

Batang baja sepanjang 100 cm dengan penampang 200 cm² pada suhu 40°( dijepit pada kedua ujungnya sehingga tidak berubah. Angka muai panjang baja 10^-5/K dan modulus elastisitasnya 2 x 10^11 N/m². Ketika suhu lingkungan turun hingga mencapai suhu 0°C, maka pada batang terjadi gaya tegangan sebesar ...
(A) 8.10^4 N
(B) 16.10^4 N
(C) 8.10^5 N
(D) 16.10^5 N
(E) 20.10^ N

Z. Norma · Accepted Answer

Jawaban yang tepat adalah opsi D.

Diketahui:
L= 100 cm = 1m
A= 200 cm² = 2 x 10^-2 m²
T1=40°
T2= 0
α=10^-5/K 
E=2 x 10^11 N/m²
Ditanya:
Gaya (F)?
Pembahasan:
Pada batang terjadi pemuaian akibat perubahan suhu. Saat perubahan suhu terjadi perubahan panjang pada batang:
ΔL=L.α. ΔT

Keterangan:
ΔL= perubahan panjang
L=panjang mula-mula
α= angka muai panjang
ΔT= perubahan suhu

ΔL=L.α. ΔT
= 1. 10^-5. (0-40)
=- 4x10^-4 m
Pada penurunan suhu batang mengalami penyusutan sebesar 4 x10^-4 m.
Untuk mengetahui gaya tegangan batang dapat digunakan persamaan:
E=σ/ε
E= (F/A)/ΔL/L
E= F L / ΔL A

Keterangan:
E= modulus elastisitas
σ= tegangan
ε= regangan
F=gaya
A= luas penampang
ΔL= perubahan panjang
L=panjang mula-mula

E= F L / ΔL A
F= E ΔL A/L
= 2 x 10^11. 4 x10^-4 . 2x10^-2/ 1
= 16 x 10^5 N

Dengan demikian gaya tegang yang dialami oleh batang adalah 16 x10^5 N.
Oleh karena itu jawabannya adalah D.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa