Untuk menentukan sarak minimal pada sambungan rel kereta api yang dipasang pada temperatur tertentu, kita perlu memahami konsep ekspansi termal. Dalam hal ini, kita menggunakan koefisien muai panas linier (
) untuk menghitung perubahan panjang akibat perubahan suhu.Diketahui:- Panjang awal rel kereta api (
) =
meter- Suhu awal (
) = 20°C (asumsi suhu awal adalah 20°C jika tidak diberikan)- Suhu akhir (
) = 75°C- Koefisien muai panas linier (
) =
/°CRumus perubahan panjang (
) akibat perubahan suhu adalah:
di mana
adalah perubahan suhu (
).Substitusi nilai yang diketahui:
Maka, sarak minimal pada sambungan (
) adalah:
Jika kita asumsikan panjang awal rel kereta api (
) adalah 100 meter (sebagai contoh), maka:
Namun, karena soal tidak memberikan panjang awal rel kereta api (
), kita tidak bisa menghitung nilai numerik yang tepat tanpa informasi tersebut. Namun, kita telah menunjukkan bagaimana menghitung sarak minimal dengan panjang awal yang diketahui.Jadi, jawaban yang benar tergantung pada panjang awal rel kereta api (
), dan rumus di atas dapat digunakan untuk menghitung sarak minimal dengan panjang awal yang diketahui. Jika panjang awal rel kereta api adalah 100 meter, maka sarak minimal adalah 27.5 mm.