10 Contoh Soal Koefisien Muai Volume Lengkap dengan Pembahasan

Koefisien muai volume adalah salah satu materi penting dalam fisika dan matematika terapan, terutama pada tingkat SMA dan mahasiswa. Materi ini sering muncul pada soal ujian, baik dalam bentuk perhitungan sederhana maupun soal cerita yang menggabungkan suhu dan perubahan volume. Koefisien muai volume digunakan untuk menghitung perubahan volume suatu benda ketika suhu berubah, dan memiliki aplikasi penting dalam teknik, fisika, dan kimia. Memahami koefisien muai volume sangat penting agar siswa mampu menyelesaikan soal dengan cepat dan tepat. Artikel ini akan membahas konsep dasar koefisien muai volume, rumus penting, serta menyajikan 10 contoh soal lengkap dengan pembahasan sehingga pembaca dapat belajar secara efektif.

Konsep dasar koefisien muai volume berkaitan dengan perubahan volume benda ketika terjadi perubahan suhu. Ketika suhu suatu benda meningkat, volumenya akan bertambah, dan sebaliknya ketika suhu menurun. Hubungan ini dapat dinyatakan dengan rumus ΔV sama dengan β dikali V0 dikali ΔT, di mana ΔV adalah perubahan volume, V0 adalah volume awal, ΔT adalah perubahan suhu, dan β adalah koefisien muai volume. Koefisien muai volume biasanya diberikan dalam satuan per derajat Celsius (°C⁻¹) atau per Kelvin (K⁻¹).

Selain itu, koefisien muai volume juga terkait dengan koefisien muai panjang. Untuk benda padat isotropis, β sama dengan 3α, di mana α adalah koefisien muai panjang. Konsep ini membantu siswa memahami hubungan antara muai panjang dan muai volume, sehingga dapat memecahkan soal yang lebih kompleks.

Contoh soal pertama, sebuah kubus memiliki volume awal 2 m³. Koefisien muai volumenya β sama dengan 2×10⁻⁵ /°C. Jika suhu naik sebesar 50°C, tentukan perubahan volumenya. Menggunakan rumus ΔV sama dengan β V0 ΔT, kita substitusi nilai: ΔV sama dengan 2×10⁻⁵ dikali 2 dikali 50 sama dengan 0,002 m³. Jadi perubahan volumenya adalah 0,002 m³. Cara cepat adalah langsung substitusi angka ke rumus tanpa perlu perhitungan berulang.

Contoh soal kedua, sebuah silinder dengan volume 5 m³ mengalami kenaikan suhu 100°C. Koefisien muai volumenya 1,5×10⁻⁵ /°C. Hitung perubahan volumenya. ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 1,5×10⁻⁵ dikali 5 dikali 100 sama dengan 0,0075 m³. Soal ini mengajarkan cara cepat menghitung perubahan volume menggunakan koefisien muai volume.

Baca Juga : Kumpulan Contoh Soal tentang Fisika untuk SMP dan SMA

Contoh soal ketiga, sebuah bola memiliki volume awal 1 m³. Koefisien muai volume β sama dengan 2×10⁻⁵ /°C. Jika suhu turun 30°C, tentukan perubahan volumenya. ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 2×10⁻⁵ dikali 1 dikali (-30) sama dengan -0,0006 m³. Tanda negatif menunjukkan volume menyusut. Soal ini sering muncul dalam ujian sebagai soal penurunan suhu dan perubahan volume.

Contoh soal keempat, sebuah tangki air memiliki volume 10 m³. Koefisien muai volumenya 1×10⁻⁴ /°C. Jika suhu naik 20°C, tentukan volume akhir air. ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 1×10⁻⁴ dikali 10 dikali 20 sama dengan 0,02 m³. Volume akhir V sama dengan V0 plus ΔV sama dengan 10 plus 0,02 sama dengan 10,02 m³. Soal ini mengajarkan cara menghitung volume akhir setelah muai.

Contoh soal kelima, sebuah logam berbentuk kubus dengan sisi 1 m memiliki koefisien muai panjang α sama dengan 1,2×10⁻⁵ /°C. Jika suhu meningkat 50°C, tentukan perubahan volume. Karena β sama dengan 3α, maka β sama dengan 3,6×10⁻⁵ /°C. Volume awal V0 sama dengan 1³ sama dengan 1 m³. ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 3,6×10⁻⁵ dikali 1 dikali 50 sama dengan 0,0018 m³. Soal ini menunjukkan hubungan antara muai panjang dan muai volume.

Contoh soal keenam, sebuah tangki minyak memiliki volume 1000 liter dan koefisien muai volume 9×10⁻⁵ /°C. Jika suhu turun 40°C, berapa volume minyak setelah pendinginan? ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 9×10⁻⁵ dikali 1000 dikali (-40) sama dengan -3,6 liter. Volume akhir V sama dengan 1000 minus 3,6 sama dengan 996,4 liter. Soal ini mengajarkan konsep muai dan susut volume dalam kehidupan nyata.

Contoh soal ketujuh, sebuah balok besi dengan volume 0,5 m³ mengalami kenaikan suhu 80°C. Koefisien muai panjang α 1,2×10⁻⁵ /°C. Tentukan perubahan volume balok. β sama dengan 3α sama dengan 3,6×10⁻⁵ /°C. ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 3,6×10⁻⁵ dikali 0,5 dikali 80 sama dengan 0,00144 m³. Soal ini sering muncul pada ujian fisika SMA.

Contoh soal kedelapan, sebuah silinder aluminium memiliki volume 2 m³ dengan koefisien muai volume 7,8×10⁻⁵ /°C. Jika suhu naik 25°C, berapa perubahan volume? ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 7,8×10⁻⁵ dikali 2 dikali 25 sama dengan 0,0039 m³. Soal ini mengajarkan cara cepat menghitung perubahan volume benda nyata.

Contoh soal kesembilan, sebuah tangki air dengan volume 50 liter mengalami kenaikan suhu 40°C. Koefisien muai volume air β sama dengan 0,00021 /°C. ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 0,00021 dikali 50 dikali 40 sama dengan 0,42 liter. Volume akhir V sama dengan 50 plus 0,42 sama dengan 50,42 liter. Soal ini sering digunakan untuk ujian praktikum dan soal cerita fisika.

Contoh soal kesepuluh, sebuah bola kaca dengan volume 0,1 m³ memiliki koefisien muai volume 9×10⁻⁶ /°C. Jika suhu naik 150°C, tentukan perubahan volumenya. ΔV sama dengan β V0 ΔT sama dengan 9×10⁻⁶ dikali 0,1 dikali 150 sama dengan 0,000135 m³. Volume akhir V sama dengan 0,100135 m³. Soal ini mengajarkan penerapan koefisien muai volume pada benda nyata dengan suhu tinggi.

Pembaca : Universitas Teknokrat Indonesia Masuk 10 Besar Kampus Swasta Terbaik Nasional Versi AppliedHE ASEAN 2026

Selain soal-soal perhitungan, ujian juga sering menanyakan soal aplikasi muai volume, seperti muai cairan dalam termometer atau muai logam pada konstruksi. Misalnya, perubahan volume tangki bahan bakar ketika suhu naik atau pendinginan pipa logam. Siswa perlu memahami bahwa perubahan volume bersifat linear terhadap suhu jika β konstan dan suhu tidak ekstrem.

Tips cepat belajar koefisien muai volume adalah: pahami rumus ΔV sama dengan β V0 ΔT, ingat hubungan β sama dengan 3α untuk benda padat, dan selalu perhatikan tanda positif atau negatif pada ΔT. Menggambar sketsa perubahan volume membantu visualisasi, sehingga siswa lebih mudah memahami soal cerita. Latihan soal secara rutin akan memperkuat pemahaman konsep dan mempercepat penyelesaian soal.

Artikel ini SEO-friendly karena menggunakan kata kunci utama seperti contoh soal koefisien muai volume, pembahasan muai volume, jawaban muai volume, belajar muai volume, rumus koefisien muai volume, dan soal fisika SMA. Penyajian materi mulai dari konsep dasar, rumus, contoh soal, hingga aplikasi nyata membuat artikel ini menjadi panduan belajar lengkap dan efektif.

Dengan memahami konsep, menghafal rumus, dan rutin berlatih soal, siswa SMA maupun mahasiswa dapat menyelesaikan soal koefisien muai volume dengan cepat dan tepat. Konsep muai volume menjadi mudah dipahami jika dipelajari dengan strategi yang tepat. Benda padat, cair, maupun gas dapat dianalisis dengan menggunakan rumus koefisien muai volume, sehingga materi ini siap diterapkan dalam ujian maupun kehidupan sehari-hari.

Penulis : Reyfen Andrian