Latihan Fisika Kelas XI Elastisitas Bahan
# 5
Pilgan

Lulu memiliki dua buah kawat, yaitu kawat P dan Q. Pada ujung kawat P, Lulu memberikan gaya sebesar F sehingga panjangnya bertambah sepanjang Δl\Delta l. Kemudian pada ujung kawat Q, diberikan gaya sebesar yang diberikan pada kawat P. Kawat P dan Q terbuat dari bahan yang sama, sehingga modulus elastisitasnya sama. Panjang awal kawat Q sama dengan 2 kali panjang kawat P dan jari-jarinya 2 kali jari-jari kawat P. Dengan demikian, kawat Q akan bertambah panjang sebesar ....

A

12Δl\frac{1}{2}\Delta l

B

2Δl2\Delta l

C

14Δl\frac{1}{4}\Delta l

D

4Δl4\Delta l

E

18Δl\frac{1}{8}\Delta l

Pembahasan:

Diketahui:

Gaya pada kawat P sama dengan gaya pada kawat Q FP=FQ F_{\text{P}}=F_{\text{Q}}\ 

Pertambahan panjang kawat P ΔlP=Δl\Delta l_{\text{P}}=\Delta l

Modulus elastisitas kawat P sama dengan modulus elastisitas kawat Q EP=EQ E_{\text{P}}=E_{\text{Q}}\ 

Panjang awal kawat Q dua kali panjang awal kawat P lQ=2lP l_{\text{Q}}=2l_{P\text{}}\ 

Jari-jari kawat P dua kali jari-jari kawat Q rP=2rQ r_{\text{P}}=2r_{\text{Q}}\ 

Ditanya:

Pertambahan panjang kawat Q ΔlQ=?\Delta l_{\text{Q}}=?

Dijawab:

Modulus Elastisitas adalah perbandingan antara tegangan dengan regangan yang dialami oleh suatu benda.

EP=EQ E_{\text{P}}=E_{\text{}\text{Q}}\ 

FPlPAPΔlP=FQlQAQΔlQ\frac{F_{\text{P}}l_{\text{P}}}{A_{\text{P}}\Delta l_{\text{P}}}=\frac{F_{\text{Q}}l_Q}{A_Q\Delta l_Q}

lPπrP2Δl=2lPπrQ2ΔlQ \frac{l_{\text{P}}}{\pi r_{\text{P}}^2\Delta l}=\frac{2l_{\text{P}}}{\pi r_Q^2\Delta l_{\text{Q}}}\ 

1rQ2Δl=2(2rQ)2ΔlQ\frac{1}{r_{\text{Q}}^2\Delta l}=\frac{2}{\left(2r_Q\right)^2\Delta l_{\text{Q}}}

1rQ2Δl=24rQ2ΔlQ\frac{1}{r_{\text{Q}}^2\Delta l}=\frac{2}{4r_Q^2\Delta l_{\text{Q}}}

1Δl=12ΔlQ\frac{1}{\Delta l}=\frac{1}{2\Delta l_{\text{Q}}}

2ΔlQ=Δl2\Delta l_{\text{Q}}=\Delta l

ΔlQ=12Δl\Delta l_{\text{Q}}=\frac{1}{2}\Delta l

Jadi, kawat Q akan bertambah panjang sepanjang 12Δl\frac{1}{2}\Delta l.