Question

Sebatang tembaga dipanaskan sampai 300 derajat celcius lalu dijepit dengan kuat, sehingga tidak dapat menyusut ketika suhunya turun. Jika tegangan patahnya 220 x 10^6 N/m^2, pada suhu berapakah batang akan mulai putus saat suhunya diturunkan? Diketahui modulus young tembaga 110 x 10^9 N/m^2 dan koefisien muai panjang 15 x 10^-6 K

Answer 1

Tegangan = 220 x 10⁶ N/m²
MO = 110 x 10⁹ N/m² 
T₁ = 300⁰C
α = 15 x 10⁻⁶/K
T₂ = ................?

Penyelesaian :
             Tegangan
MO = ___________
            Regangan

             T
MO = _______
            ΔL/L

            T • L
MO = _______
               ΔL

                T • L
MO = __________
            L • α • ΔT

                 T
MO = ________
             α • ΔT

                              220 x 10⁶
110 x 10⁹ = ___________________
                       15 x 10⁻⁶ • (300 - T₂)

15 x 10⁻⁶ • (300 - T₂) = 220 x 10⁶/110 x 10⁹
15 x 10⁻⁶ • (300 - T₂) = 2 x 10⁻³
300 - T₂ = 2 x 10⁻³ / 15 x 10⁻⁶ 
300 - T₂ = 133,33
T₂ = 300 - 133,33
T₂ = 166,67°C

Jadi, batang akan mulai putus saat suhunya 166,67°C