soal simulasi olimpiade fisika sma juli 2016 tingkat kabupaten

(1)

NASKAH SOAL

SIMULASI OLIMPIADE FISIKA SMA

Juli 2016

TINGKAT KABUPATEN/KOTA

Waktu : 3 jam

Sekolah Olimpiade Fisika

(2)

OSK-07-2016 2 Simulasi Olimpiade Fisika

Sekolah Olimpiade Fisika davitsipayung.com

Davit Sipayung

davitsipayung@gmail.com

1. Sebuah balok (massa m_{) diam diatas bidang miring (massa}M_{dan sudut kemiringan}θ)

yang berada diatas lantai licin. Anggap μ adalah koefisien gesekan antara balok dan

bidang miring. Sebuah gaya F_{mendatar ke kiri bekerja pada bidang miring}M_{. Tentukan}

besar F_{agar besar gaya gesek antara balok}m_{dan bidang miring}M_{sama dengan nol!}

2. Seekor tupai tanah sedang berjemur 5 m dari sarangnya. Tupai kemudian memutuskan

untuk berlari pelan-pelan. Tupai berlari menjauhi sarangnya dengan lintasan lurus

sedemikian rupa kecepatannya berbanding terbalik dengan jarak tupai dari sarangnya.

Jika kelajuan awal tupai adalah 5 m/s, berapa lama tupai berlari untuk menempuh

perjalanan 20 m?

3. Sebuah spiral sangat panjang dibuat dari kawat besi tipis. Radius lingkaran spiral adalah

r_{. Sebuah manik-manik mula-mula diam mulai meluncur menuruni spiral dan turun}

sejauh d_{setiap menempuh satu putaran. Tentukan percepatan total manik setelah}

menempuh n_{kali putaran.}

r

d

m

M

θ

(3)

Davit Sipayung

4. Sebuah katrol ideal digantung di langit-langit menggunakan sebuah

pegas dengan konstanta pegas k_{. Sebuah balok bermassa}m

digantungkan menggunakan tali ideal melewati katrol, seperti pada

gambar. Tentukan periode osilasi vertikal sistem dengan amplitudo

kecil.

5. Sebuah bidang miring yang memiliki sudut

kemiringan θ terhadap horizontal diletakkan

di atas permukaan bidang datar licin. Sebuah

bola elastis menumbuk bidang miring yang

kecepatanya horizontal sesaat sebelum

tumbukan. Bola memantul vertikal ke atas

dari bidang miring. Hitung perbandingan

massa bola dan bidang miring.

6. Sebuah piringan bermassa m_{dan radius}R_{diletakkan di atas bidang miring kasar seperti}

pada gambar. Sudut kemiringan bidang terhadap horizontal adalah θ. Piringan diikatkan

terhadap bidang miring menggunakan tali ringan untuk menahan piringan tetap diam.

a. Tentukanlah tegangan tali dan gaya normal pada piringan.

b. Tentukanlah koefisien gesek statik minimum antara piringan dan bidang miring agar

(4)

Davit Sipayung

7. Sebuah silinder pejal bermassa m_{dan radius}R_{berputar dengan kecepatan sudut}ω₀_dalam

lekuk sebuah balok berbentuk V. Koefisien gesek kinetik antara silinder dan permukaan

balok adalah μ. Kemiringan lekuk V terhadap horizontal adalah 450 .

a. Tentukan gaya normal dan gaya gesek pada kedua sisi silinder .

b. Tentukan percepatan sudut silinder.

c. Hitung jumlah putaran silinder sampai berhenti.

8. Sebuah batang tipis bermassa m_{dan panjangnya}l _{diam di atas bidang datar licin. Ujung}

atas batang diberikan impuls sesaat horizontal ε.

a. Berapa kecepatan translasi pusat massa dan kecepatan sudut batang setelah menerima

impuls?

b. Berapa kecepatan translasi masing-masing ujung batang relatif terhadap bidang sesaat

setelah menerima impuls?

c. Berapa energi kinetik total batang setelah menerima impuls?s