Dalam merancang rel kereta api, petugas pemasang rel memperhitungkan pengaruh suhu ekstrim pada rel yang dipasang untuk menghindari terjadinya kesalahan dalam pemasangan. Seorang petugas memasang dua buah rel kereta api secara berurutan pada suhu 25⁰ C. Koefisien muai linear rel kereta api tersebut adalah 1210^-6/⁰C. Jika suhu ekstrim di tempat pemasangan mencapai 35⁰ C, Analisislah berapakah jarak pemasangan kedua rel tersebut? Kemampuan pemecahan masalah mencakup visualisasi masalah yang menunjukkan bukti pemahaman konsep, deskripsi fisika, kesesuaian penyelesaian (persamaan) dengan deskripsi, rencana solusi yang masuk akal, dan perkembangan logika.

Penyelesaian:

Visualisasi masalah: Variabel-variabel yang teridentifikasi:

Dalam pemasangan rel kereta api perlu diperhatikan kondisi awal logam sebelum kena panas dan  jenis logam.

Diketahui:

   α     =  12 x 10^-6/⁰C

   L₀   =  10 m

  ΔT  =   (35⁰C - 25⁰C)

Ditanya: 2 ΔL  = ... ?

Jawab:

Deskripsi Fisika

Ketika memuai, masing-masing rel memuai sebesar ΔL. Sehingga, pemasangan dilakukan dengan memberi jarak 2 ΔL antar rel kereta api tersebut.

Kesesuaian persamaan dengan deskripsi

Pertambahan panjang akibat pemuaian

             ΔL= α L₀ ΔT

Rencana solusi yang masuk akal

ΔL= α L₀ ΔT = (12 x 10^-6/⁰C) (10 m) (35⁰C - 25⁰C) = 0,0012 m

Perkembangan logika

Pemasangan dilakukan dengan memberi jarak 2 ΔL antar rel kereta api tersebut, dengan demikian, jarak pemasangan = 2 ΔL = 2 (0,0012 m) = 0,0024 m = 0,24 cm