-
HAK CIPTAD I LI ND U NG I IJ N D ANG.U N DAIII
I
SOAL SELEKSIOLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATENIKOTA 2015
CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2016
Waktu : 180 menit
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANDIREKTORAT JENDERAL
PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATASTAHUN 2015
h4c3$ilBS*Bba
-
,// KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
Dr REKToRAT J ENDERAL pEN DrDr KAru nnrntmGAHDIREKTORAT
PEMBINAAN SEKOLAH M EN ENGAH'ATAS
1 " (10 poin) Sebuah mobil yang bermassa 2m sedang bergerak
dengan kecepatan v pada saatmendekati mobil lain yang bermassa 4m
dan sedang dalam keadaan diam. Pada saat tumbukanterjadi, pegas
terkompresi (lihat gambar di bawah!). Jika semua gesekan diabaikan,
tenhrkan:(a) Kecepatan mobil4m pada saat pegas terkompresi maksimum
(energinya dianggap kekal)!(b) Kecepatan akhir mobil 4m setelah
lama berfumbukan dan mobil 2m lepas dari pegas (energi
dianggap kekal)!(c) Kecepatan akhir mobil 4m jtkatumbukannya
tidak elastis!
2. (10 poin) Sebuah partikel bergerak dalam lintasan lingkaran
dimana jarak yang ditempuhsebagai fungsi waktu dapat dirumuskan
dalam bentuk s : Af + Czt + C:, dengan Cr suatutetapan positif
sedangkan Cz dan C: suatu tetapan sembarang. Jika pada saat jarak
yangditempuh adalah st dan sz (dimana sz > sr) maka percepatan
totalnya dari partikel berturutturutadalah at dan az (dimana az>
at). Tentukan jari-jari lingkaran tersebut dinyatakan dalam at,
cr2,sr, dan sz.
3. (10 poin) Seperti diperlihatkan dalam gambar, seorang siswa
dengan massa M |cr,rdiri di atas'sebuah meja berbentuk lingkaran,
sejauh r dari pusat meja. Katakan koefisien gesek antara
sepatusiswa dengan meja tersebut adalah U. Pada saat I *awal r : 0
meja mulai berotasi dengan percepatan sudut i"n konstan. Anggap
gerakan berada dibawah pengaruhpercepatan gravitasi konstan g yang
arahnya ke bawah.
(a) Hitung besar percepatan sudut maksimum (1^a)hingga siswa
tersebut belum sempat mengalarnislip.
Page 2 of 5Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
b4c3$l .iBSef iba
-
,/.'
/(b) Dengan menganggap bahwa J < Jnn*s, tentukan veldor gaya
gesek total yang dialami oleh
siswa tersebut sebelum ia mengalami slip d\nyatakan sebagai
fungsi waldu (r)'(c) Dengan menganggap bahwa D < l.o*", tenfukan
kapan siswa tersebut mulai mengalami
s/rp terhitung sejak meja pertama kali berotasi.
4. (15 poin) Sebuah silinder bermassa M dan jari-jari R dapat
berotasi bebas terhadap sumbuhorisontalnya. Sebuah tali tak
bermassa dililitkan pada permukaan silinder, kemudian sebuah
bebanbermassa m dipasangpada ujung tali. Mula-mula taliberada di
bawah silinder. Kemudian beban tersebut dinaikkansetinggi h dan
dilepaskan tanpa kecepatan awal' Percepatangravitasi g ke bawah.
Tentukan waktu yang dibutuhkan sejakbeban dilepas hingga menempuh
iarak 2h- (Tali tidak dapatmulur, interaksi bersifat seketika dan
tidak lenting sama sekali)
5. (15 poin) Dua kereta masing-masing bermassa nr dan mz
dihubungkan dengan tali takbermassa yang terhubung dengan katrol
licin tak bermassa. Kereta mr berada pada permukaanhorisontal,
sedangkan kereta mz berada pada bidang miring dengan sudut
kemiringan aterhadap horisontal. Di dalam masing-masing
keretaterdapat bandul yang massanya dapat diabaikanrelatif terhadap
massa kereta Setelah dilepas, posisimasing-masing bandul membentuk
sudut terhadapgaris vertikal serta diasumsikan bahwa bandultersebut
tidak berayun di dalam kereta' Seluruhpermukaan bersifat licin.
Percepatan gravitasi g kebawah. Tentukan sudut kemiringan
masing-masingbandul relatif terhadap garis vertikal.
Asumsikanjari-jari roda sangat kecil dan massanya dapat
diabaikan.
6" (20 poin) Sebuah bola pejal homogen bermassa m
danberjari-jari R, dilepaskan dari puncaksuatu bidang miring dengan
sudut kemiringan tr tr 45 dan bermassa M D 2m . B\dang miringdapat
bergerak bebas pada suatu bidang horizontal licin (lihat garnbar)
dan bola selalu bergerak
@I oilinUuneiUndang-undang I
4 c3$38Qe8bad3dtt2${2ef }$eZ2bti L /5
Page 3 of 5
-
menggelinding tanpa srip. Jika diketahui panjang sisi miring
dari bidangpercepatan gravitasi adalah g, tentukan:
miring adalah L dan
a) besar percepatan pusat massa bola relatif terhadap bidang
miringb) besar percepatan pusat massa bola relatif terhadap bidang
horizontal yang diamc) waktu yang dibutuhkan bola untuk sampai di
tepi bawah bidang miring
7 ' (20 poin) Sebuah mobil akrobatik diatur memiliki percepatan
konstan a. Mobil ini aka'. melewati sebuah tanjakan miring bersudut
il untuk kemudian melakukan gerak parabola
menuju target. Target berada pada jarak L dari titik awal
keberangkatan mobil. Tanjakanberada padajarakr dari titik awal
keberangkatan mobil. panjang tanjakan adalah d.
Saat mobil melewati tanjakan, kemiringan tanjakan berkurang
sebesar 4 kali sudut awal,Kdimana m adalahmassa dari mobil dan K
adalah suatu konstanta. percepatan mobil pun
berkurang sebesar g sin tr saat melalui tanjakan, dimana tr
adalah sudut kemiringan antaratanjakan dengan tanah.Mobil
dipercepat dari keadaan diam dari garis start. Tentukanlah
percepatan yang harusdimiliki oleh mobil agar tepat mencapai garis
finish. Anggap mobil sebagui pu.tit
"t tiiit.IF
t DitindungiUnding_undang
I4 c3$3i0e8b*d3dct2$T2ef BtleZtbS i /b
Page 4 of5