1. PENDA ENDAH HULU ULUAN
1.1 Latar Latar Belakang Belakang Pemuai Pemuaian an adalah adalah peristi peristiwa wa bertam bertambah bah panjang panjang,, luas, luas, atau atau volume volume suatu suatu
benda akibat perubahan suhu. Pemuaian pada suatu zat terjadi karena zat meneri menerima ma kalor kalor sehing sehingga ga suhu suhu zat naik. naik. Peristi Peristiwa wa pemuaia pemuaian n pada pada kehidu kehidupan pan sehari-hari sangatlah banyak dari rel kereta api yang dipasang tidak rapat oleh rel lain lain,, kare karena na rel akan akan memu memuai ai terk terken enaa sina sinarr mata mataha hari ri yang ang pana panas. s. Ada pula pula pemasangan jendela kaca yang tidak rapar terhadap kayunya/bingkainya, kayunya/bingkainya, hal ini diseba disebabka bkan n karena karena kaca kaca nantin nantinya ya/lam /lamaa kelama kelamaan an akan akan memuai memuai.. Dan ada juga juga pemompaan ban yang dipompa tidak sampai penuh, hal itu dilakukan oleh para montir bengkel agar ban tidak mudah pecah yang disebabkan oleh pemuaian serta untuk membengkokkan sebuah besi yang keras tukang las menggunakan siat pemuaian dengan cara me las sebuah besi tersebut sampai memuai dan dapat dibengkokkan 1.2 Tu Tujuan juan Pembahasan !aksud dari pembahasan pada studi kasus ini adalah kita dapat mengetahui
penerapan pemuaian yang diterapkan pada kehidupan sehari " hari. #ita dapat mengetahui bagaimana cara kerja pemuaian dan manaatnya. 1.3 Batasan Batasan Masala Masalah h
-
!eng !enghi hitu tung ng koe koeis isie ien n muai muai pan panjan jang g suat suatu u zat. zat. Pertam Pertambah bahan an panjan panjang g suatu suatu zat persat persatuan uan wakt waktu u karena karena peru perubah bahan an suhu. suhu.
1
2. TEO! DA"A 2.1 Pengert#an $embatan %heatst&ne 'an (ambar
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian terjadi pada $ zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair, dan pada zat gas. Pemuaian pada zat padat ada $ jenis yaitu pemuaian panjang %untuk satu dimensi&, pemuaian luas %dua dimensi& dan pemuaian volume %untuk tiga dimensi&. 'edangkan pada zat cair dan zat gas hanya terjadi pemuaian volume saja, khusus pada zat gas biasanya diambil nilai kooisien muai volumenya sama dengan (/)*$.
2.2 Pemua#an )anjang
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. 'ehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. +ontoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa aktor yaitu panjang awal benda, koeisien muai panjang dan besar perubahan suhu. #oeisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. 'ecara matematis persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan panjang benda setelah dipanaskan pada suhu tertentu adalah
ila ingin menentukan panjang akhir setelah pemanasan maka digunakan persamaan sebagai berikut
2
ang perlu diperhatikan adalah didala rumus tersebut banyak sekali menggunakan lambang sehingga menyulitkan dalam menghapal. Disarankan untuk sering menggunakan rumus tersebut dalam mengerjakan soal dan tidak perlu dihapal. 2.3 Pemua#an luas
Pemuaian luas adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. +ontoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah lempeng besi yang lebar sekali dan tipis. 'eperti halnya pada pemuian luas aktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, koeisien muai luas, dan perubahan suhu. #arena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koeisien muai luas besarnya sama dengan ) kali koeisien muai panjang. Pada perguruan tinggi nanti akan dibahas bagaimana perumusan sehingga diperoleh bahwa koeisien muai luas sama dengan ) kali koeisien muai panjang. ntuk menentukan pertambahan luas dan volume akhir digunakan persamaan sebagai berikut
3
2.* Pemua#an +&lume
Pemuaian volume adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. +ontoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara. 0olume merupakan bentuk lain dari panjang dalam $ dimensi karena itu untuk menentukan koeisien muai volume sama dengan $ kali koeisien muai panjang. 'ebagaimana yang telah dijelskan diatas bahwa khusus gas koeisien muai volumenya sama dengan (/)*$ Persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan volume dan volume akhir suatu benda tidak jauh beda pada perumusan sebelum. 1anya saja beda pada lambangnya saja. Perumusannya adalah
2., Man-aat Pemua#an Pemasangan &'a Baja an baja yang berdiameter lebih kecil dari pelek roda ketika ingin
dipasang harus dimuaikan lebih dulu untuk mempermudah. Pengel#ngan Pengelingan adalah proses penyambungan dua plat logam menggunakan
palu khusus. Pengelingan sering dilakukan pada pembuatan jembatan, pabrik otomoti, pembuatan badan kapal laut, mobil, dan pesawat terbang. Membuka tutu) b&t&l l&gam otol kaca yang memiliki tutup logam sering kali sukar untuk dibuka.
untuk membukanya, tutup botol dipanaskan terlebih dahulu dengan apai. ketika dipanaskan, tutup botol logam akan memuai lebih cepat daripada botol kaca sehingga tutup akan longgar dan mudah dibuka. e)#ng b#metal
4
imetal artinya dua buah logam. keping bimetal adalah dua keping logam yang memiliki koeisien muai panjang berbeda %biasanya kuningan dan besi& yang dikeling menjadi satu. #eping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. pada suhu normal panjang kedua logam sama, jika suhunya naik, kedua logam memuai dengan pertambahan panjang yang berbeda, akibatnya keping bimetal membengkok ke arah logam yang mempunyai koeisien terkecil. Pembengkokan bimetal dapat dimanaatkan untuk berbagai keperluan misalnya saklar alarm bimetal, atau termometer bimetal. Sambungan Rel Kereta Api
Pemasangan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel yang lain. 2ika pada siang hari dan suhu meningkat, batang rel akan memuai sehingga terjadi pertambahan panjang, dengan adanya celah tidak terjadi tabrakan antara dua batang rel yang berdekatan yang dapat menyebabkan rel kereta menjadi bengkok. Kontruksi Jembatan
2embatan seringkali dibuat dari kerangka besi. 3angka jembatan yang terbuat dari besi akan memuai jika suhunya naik, antara ujung rangka jembatan dengan tiang beton diberi celah pemuaian. 'elain itu ujung tersebut diletakkan di atas roda. #etika terjadi pemuaian, rangka bertambah panjang. #eberadaan roda dan celah memudahkan gerak memanjang dan memendeknya rangka, sehingga terhindar dari pembengkokan.
5
3. PEMBAHA"AN Penerapan pemuaian sangat banyak dapat kita temui di kehidupan sehari "
hari. 'alah satu nya yang akan kami bahas adalah penerapan pemuaian pada proses pengelingan plat logam. Pengelingan adalah proses penyambungan dua plat logam menggunakan palu khusus.
#edua plat yang akan disambung,
kemudian paku keling yang sudah dipanaskan hingga membara digunakan untuk menyambung, setelah itu dipukul dengan palu khusus untuk di bentuk menjadi datar.
Pada saat dingin kembali, paku menyusut dan kedua plat dapat tersambung erat. Pada zaman sekarang pengelingan sering dilakukan pada pembuatan jembatan, pabrik otomoti, pembuatan badan kapal laut, penyambungan pipa, mobil, dan pesawat terbang, serta pada zama dulu pengelingan sering digunakan untuk pembuatan roda pedati.
6
Penerapan pemuaian selanjutnya adalah keping bimetal. keping bimetal adalah dua keping logam yang memiliki koeisien muai panjang berbeda %biasanya kuningan dan besi& yang dikeling menjadi satu. #eping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. pada suhu normal panjang kedua logam sama, jika suhunya naik, kedua logam memuai dengan pertambahan panjang yang berbeda, akibatnya keping bimetal membengkok ke arah logam yang mempunyai koeisien terkecil.
Pembengkokan bimetal dapat dimanaatkan untuk berbagai
keperluan misalnya saklar alarm bimetal, atau termometer bimetal.
Penerapan pada alarm kebakaran , keping bimetal digunakan sebagai saklar alarm. Pada saat terjadi kebakaran suhu ruangan akan meningkat, sehingga menyebabkan keping bimetal memuai ke arah logam yg koeisiennya lebih kecil. Pada saat keping bimetal itu memuai dan melengkung, keping bimetal yang melengkung akan menyentuh ujung dari rangkaian listrik yang terpisah, sehingga rangkaian tersambung dan arus listrik akan mengalir melalui keping bimetal dan alarm akan berbunyi.
7
*. ANAL!"A A"U" 'iat pemuaian sangat banyak di terapkan dalam kehidupan sehari " hari.
'eperti contoh dari penerapan pemuaian yang ada di pembahasan, pengelingan dan keping bimetal menggunakan prinsip pemuaian dalam prosesnya. Pada pengelingan paku keling yang dipanaskan hingga membara akan memuai dan menjadi lebih mudah untuk dibentuk menggunakan palu. #arena pada saat logam dalam keadaan panas akan lebih besar energy yang dapat diserap logam tersebut. #emudian pada saat temperature logam itu menurun maka logam akan kembali ke ukuran semula dan mempererat logam yang digabungkan. #emudian pada keping bimetal penerapan pemuaian dilakukan pada prosesnya.
!elalui
pemanaatan
koeisien
muai
suatu
benda,
sehingga
penggabungan dua logam dengan koeisien yang berbeda dapat membuat keping logam tersebut melengkung saat terjadi pemuaian. 1al ini dikarenakan logam yang koeisien muainya lebih rendah akan lebih cepat memanjang dan menekan ke arah logam yang koeisien muainya lebih besar. Dengan memanaatkan siat bimetal yang peka terhadap perubahan temperatur ini maka keping bimetal dapat diterapkan dalam kehidupan sehari " hari sebagai saklar pada alarm kebakaran.
,. E"!MPULAN ,.1 E"!MPUAN Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari studi kasus mengenai
pemuaian ini adalah pemuaian banyak diterapkan dalam kehidupan sehari " hari. !elalui pembahasan salah satu contoh penerapan pemuaian, pengelingan dan keping bimetal, kita telah mengetahui aktor yang mempengaruhi keping bimetal adalah koeisien muai panjang suatu logam dan pada pengelingan adalah
8
pemuaian volume logam. #emudian melalui contoh " contoh penerapan yang kami sebutkan kita dapat melihat bahwa penerapan pemuaian tidak hanya menjadi bagian dalam proses kerja suatu system tetapi dengan mengetahui pemuaian kita dapat mengantisipasi pemuaian yang terjadi karena perubahan suhu lingkungan. 'ebagai contohnya adalaha penerapan pada kabel listrik dan pemasangan rek kereta api.
9
DA/TA PU"TAA
+holis, bambang.)4(5. Modul Praktikum Fisika. 2akarta niversitas 6risakti
7iancoli, douglas +. )44(. Fisika edisi kelima jilid I. 2akarta 8rlangga.
oung , hugh . D dan reedman. )44). Fisika universitas kesepuluh jilid I . 2akarta 8rlangga
10.
