• Tidak ada hasil yang ditemukan

SOAL LATIHAN PRA OSK FISIKA SMA

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "SOAL LATIHAN PRA OSK FISIKA SMA"

Copied!
19
0
0

Teks penuh

(1)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

Bidang Studi Fisika SMA

SOAL LATIHAN PRA OSK

FISIKA SMA (2010-2015)

(2)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 1 SOAL OSK FISIKA SMA TAHUN 2015

1. Sebuah mobil yang bermassa 2m sedang bergerak dengan kecepatan v pada saat mendekati mobil lain yang bermassa 4m dan sedang dalam keadaan

b. kecepatan akhir mobil 4m setelah lama bertumbukan dan mobil 2m lepas dari pegas (energi dianggap kekal)!

c. kecepatan akhir mobil 4m jika tumbukannya tidak elastik!

2. Sebuah partikel bergerak dalam lintasan lingkaran dimana jarak yang ditempuh sebagai fungsi waktu dapat dirumuskan dalam bentuk s = C1 t2 + C2

t+C3 , dengan C1 suatu tetapan positif, sedangkan C2 dan C3 suatu tetapan

sembarang. Jika pada saat jarak yang ditempuh adalah s1 dan s2 (dimana s2 >

s1) maka percepatan total dari partikel berturut-turut adalah a1 dan a2

(dimana a2 > a1). Tentukan jari-jari lingkaran tersebut dinyatakan dalam a1,

a2, s1, dan s2!

3. Seperti diperlihakan dalam gambar, seorang siswa dengan massa M berdiri di atas sebuah meja berbentuk lingkaran , sejauh r dari pusat meja . Katakanlah

koefisien gesek antara sepatu siswa dengan meja tersebut adalah μ. Pada

b. Dengan menganggap bahwa ω < ωmaks, tentukan vertor gaya gesek total

yang dialami oleh siswa tersebut sebelum ia mengalami slip dinyatakan sebagai fungsi waktu!

c. Dengan menganggap bahwa ω < ωmaks, tentukan kapan siswa tersebut

(3)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 2

4. Sebuah silinder bermassa M dan jari-jari R dapat berotasi bebas terhadap sumbu horizontalnya. Sebuah tali tak bermassa dililitkan pada permukaan silinder , kemudian sebuah beban bermassa m dipasang pada ujung tali. Mula-mula tali berada dibawah silinder. Kemudian beban tersebut dinaikkan setinggi h dan dilepaskan tanpa kecepatan awal. Percepatan gravitasi g ke bawah. Tentukan waktu yang dibutuhkan sejak beban dilepas hingga menempuh jarak 2h ( tali tidak dapat mulur, interaksi bersifat seketika dan tidak lenting sama sekali)!

5. Dua kereta masing-masing bermassa m1 dan m2 dihubungkan dengan tali tak bermassa yang terhubung dengan katrol licin tak bermassa. Kereta m1 berada pada permukaan horizontal, sedangkan m2 berada pada bidang miring

(4)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 3

6. Sebuah bola pejal homogen bermassa m dan berjari-jari R, dilepaskan dari

suatu puncak bidang miring dengan sudut kemiringan θ=450 dan bermassa M

= 2m. Bidang miring dapat bergerak bebas pada suatu bidang horizontal licin (lihat gambar) dan bola selalu bergerak menggelinding tanpa slip. Jika diketahui panjang sisi miring dari bidang miring adalah L dan percepatan gravitasi adalah g

Tentukan:

a. besar percepatan pusat massa bola relatif terhadap bidang miring!

b. besar percepatan pusat massa bola relatif terhadap bidang horizontal yang licin!

c. waktu yang dibutuhkan bola untuk sampai ke tepi bawah bidang miring! 7. Sebuah mobil akrobatik diatur memiliki percepatan konstan a. Mobil ini akan

melewati sebuah tanjakan miring bersudut θ untuk kemudian melakukan

gerak parabola menuju target. Target pada jarak L dari titik awal keberangkatan mobil. Panjang tanjakan adalah d. Saat mobil melewati tanjakan, kemiringan tanjakan berkurang sebesar m/K kali sudut awal, dimana m adalah massa dari mobil dan K adalah suatu konstanta. Percepatan

mobil pun berkurang sebesar g sinθ sesaat melalui tanjakan, dimana θ adalah

(5)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 4 SOAL OSK FISIKA SMA TAHUN 2014

8. Sebuah benda bergerak sepanjang sumbu x dimana posisnya sebagai fungsi dari waktu dapat dinyatakan dengan kurva seperti terlihat pada gambar samping (x dalam meter dan t dalarn detik).

Tentukan:

a. Kecepatan sesaat di titik D b. Kecepatan awal benda

c. Kapan benda dipercepat ke kanan

(6)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 5

a. Tentukanlah persamaan jarak tempuh A dan B sebagai fungsi dan waktu b. Tentukanlah kapan dan dimana mobil A berhasil menyusul mobil B.

c. Sketsakan kurva posisi kedua mobil terhadap waktu dalam satu gambar. Ambil selang waktu sejak kedua mobil berangkat hingga sesaat setelah mobil A menyusul mobil B.

d. Jika setelah menempuh jarak 60 m mobil A melambat dengan besar perlambatan yang sama dengan besar percepatan ketika awal perjalanan, kapan dan dimanakah mobil B berhasil menyusul kembali mobil A?

10. Sebuah bola dilepaskan pada ketinggian h dari permukaan bidang miring yang memiliki sudut kemiringan terhadap horisontal (lihat gambar). Sesampainya di permukaan bidang miring, bola memantul-mantul secara elastik. Bidang miring dianggap sangat panjang.

Hitung (nyatakan dalam h dan )

a. Waktu tempuh bola antara pantulan pertama dan kedua, b. Jarak antara pantulan pertama dan kedua

11. Sebuah roda bermassa m dan jari-jari r dihubungkan dengan pegas tak bermassa yang memiliki konstanta pegas k, seperti ditunjukkan pada gambar. Roda itu berotasi tanpa slip diatas lantai. Titik pusat massa roda berosilasi secara harmonik pada arah horizontal terhadap titik setimbang di x=0.

Tentukan

a. Energi total dari sistem ini b. Frekuensi osilasi dari sistem ini

(7)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 6

m/s. Pada kondisi tertentu vektor kecepatan dari dua pecahan tersebut saling tegak lurus.

Hitung:

a. Waktu yang dibutuhkan hingga kondisi itu tercapai setelah tumbukan, b. Jarak antara kedua pecahan itu saat kondisi diatas terjadi

13. Sebuah batang tegar tak bermassa dengan panjang . memiliki dua buah titik massa di ujung batang A dan B masing-masing dengan massa m. Sistem mula-mula diam pada suatu permukaan datar licin, dimana batang AB membentuk sudut terhadap garis horisontal AC. Sebuah titik massa C dengan massa rn menumbuk titik massa A secara elastik dengan kecepatan awal vo. Setelah tumbukan, C bergerak dengan kecepatan v0' berlawanan arah

mula-mula, sedangkan gerakan batang AB dapat dinyatakan dalam bentuk kecepatan pusat massa dan rotasi dengan kecepatan sudut terhadap pusat massa.

a. Tentukan , dan v0' dinyatakan dalam , L dan vo

b. Tentukan sudut masing-masing untuk kasus (i) bernilai maksimum

(ii) bernilai maksimum

(iii) vo' bernilai maksimum atau minimum.

Kemudian jelaskan gerakan benda masing-masing setelah tumbukan untuk setiap kasus tersebut.

(8)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 7

berjarak dari titik poros tadi. Agar setelah dipukul, tongkat dapat berotasi mengelilingi titik A.

Tentukan:

a. Jarak minimum (nyatakan dalam )

b. Periode osilasinya jika tongkat kemudian berosilasi,

c. Jika tongkat tersebut kita anggap sebagai sebuah bandul matematis, tentukan panjang tali dari bandul matematis tersebut agar menghasilkan periode osilasi yang sama dengan jawaban b diatas.

15. Sebuah tangga pejal uniform dengan massa dan panjang bersandar pada dinding licin dan berada di atas lantai yang juga licin. Mula-mula tangga itu ditempatkan HAMPIR menempel dengan dinding dan dalam keadaan diam. Setelah dilepas, tangga itu pada bagian atasnya merosot ke bawah, dan tangga bagian bawah bergerak ke kanan, seperti ditunjukkan pada gambar di bawah.

Tentukan:

a. kecepatan pusat massa dari tangga tersebut selama bergerak,

b. sudut (sudut antara tangga terhadap dinding) dimana kecepatan pusat massa komponen horizontal mencapai maksimum,

c. kecepatan maksimum pusat massa komponen horizontal.

SOAL OSK FISIKA SMA TAHUN 2013

(9)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 8

detik; sedangkan komponen kecepatan dalam arah y adalah vy(t) seperti

ditunjukkan dalam grafik di bawah.

Tentukanlah:

a. Kecepatan benda ⃗ saat t = 2 detik dan t = 4 detik b. Percepatan benda ⃗ saat t = 4 detik

c. Posisi benda ⃗ saat t = 9 detik, jika diketahui posisi awak benda adalah

⃗(0) = (74 ̂ + 40 ̂) m

17. Seseorang (massa 60 kg) terikat dan terhubung ke sebuah sistem katrol sebagaimana tampak pada gambar di bawah.

Katrol dan tali dianggap tak bermassa dan licin. Jika percepatan gravitasi dianggap 10 m/det2, tentukanlah gaya yang harus diberikan oleh orang tersebut ke tali agar ia bisa mempertahankan dirinya untuk tidak menyentuh lantai.

18. Sebuah balok (massa m) bergerak dengan kelajuan awal vo di atas lantai licin.

Sebuah batang homogen bermassa M (M > m)dan panjangnya L tergantung

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 60

50 40 30 20 10

-10 -20 -30 -40 Vy(t) (m/s)

(10)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 9

dengan bebas pada langit-langit dan mula-mula dalam keadaan diam (lihat gambar di bawah). Batang M ditumbuk oleh balok m tersebut.

Tepat setelah tumbukan, batang berayun dan balok diam.

a. Periksalah apakah kasus di atas termasuk tumbukan elastik atau tak-elastik.

b. Tentukan ketinggian maksimum batang homogen berayun.

19. Dua pegas identik, masing-masing dengan konstanta pegas k, terhubung dengan sebuah massa m dalam posisi mendatar (lihat gambar di bawah). Kedua ujung pegas diikatkan ke dinding agar tidak terlepas. Dalam posisi diam/setimbang, jarak benda m ke masing-masing dinding adalah d.

a. Tunjukkan apakah pada sistim pegas tersebut dimungkinkan benda m

mengalami gerak osilasi harmonik sederhana pada arah vertikal?

b. Jika jawaban pada pertanyaan (a) di atas adalah ya, tentukanlah frekuensinya.

20. Bola biliar dengan jari-jari r, massa m dan momen inersia I berada di atas meja biliar.

bola disodok dengan gaya horizontal, sehingga bergerak menggelinding ke kanan tanpa slip dengan kecepatan u. Bola kemudian mengenai dinding meja biliar yang memiliki ketinggian tepi h seperti ditunjukkan pada gambar.

m vo

M

m

d d

k k

(11)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 10

Akibatnya, bola itu lalu berbalik menggelinding tanpa slip dengan kecepatan

v. tentukan hubungan antara h dan r agar kondisi ini terjadi. Anggap bola mengenai tepi meja dengan arah normal.

21. sebuah bola dengan radius r menggelinding secara horizontal tanpa slip pada dua buah rel sejajar yang berjarak r/2. Bola menggelinding tegak lurus terhadap bidang kertas (perhatikan gambar samping).

a. Gambarkan kondisi tersebut dalam tampak depan dan tampak samping. Tentukan titik manakah (pada bola) yang memiliki kecepatan sesaat maksimum?!

b. Cari besarnya kecepatan maksimum di atas jika pusat massa bola memiliki kelajuan v !

22. Suatu bola bermassa m dan berjari-jari r menggelinding tanpa slip pada permukaan setengah bola yang kasar dan berjari-jari R (R > r) seperti tampak pada gambar di bawah ini.

a. Jika bola m mula-mula diam di titik A dan kemudian menggelinding ke bawah pada permukaan setengah bola, maka tentukanlah kelajuan bola tersebut pada titik terendah.

b. Bila bola tersebut dalam geraknya di bagian a) di atas, ia berosilasi di sekitar titik terendah, tentukanlah periode osilasi tersebut.

23. Lokomotif mainan (massa mL) bergerak pada lintasan melingkar horizontal

berjari-jari R dan bermassa total mT. Lintasan berbentuk pelek dari sebuah

roda tak bermassa yang dapat bebas berotasi tanpa gesekan terhadap sumbu/poros vertikal.

(12)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 11

Lokomlotif mulai bergerak dari keadaan diam dan dipercepat tanpa slip sampai mencapai kecepatan akhir v relatif terhadap lintasan.

Hitunglah kecepatan akhir lokomotif, vf , relatif terhadap lantai ! SOAL OSK FISIKA SMA TAHUN 2012

24. Seseorang yang mula-mula diam, melemparkan sebuah bola dengan sudut elevasi dan kelajuan awal v0. Kemudian ia mencoba untuk menangkapnya kembali dengan mempercepat dirinya.Selama selang waktu Δt1 percepatannya konstan sebesar , setelah itu ia berlari dengan kelajuan konstan dalam interval waktu Δt2.Ia dapat menangkap kembali bola tersebut pada ketinggian yang sama dengan ketinggian saat dilemparkan. Jika percepatan gravitasi bumi konstan , tentukan percepatan orang tersebut (nyatakan dalam: v0,

, Δt1, dan Δt2).

25. Sebuah mobil dengan massa = 2000 dikendarai dengan kecepatan konstan = 36 km/jam, anggap percepatan gravitasi ditempat itu = 10 . Jika diketahui koefisien gesek antara mobil dengan jalan adalah =0,07.

Tentukan daya minimal yang diperlukan mobil jika bergerak pada: a. Jalan yang datar (kemiringan )

b. Jalan yang menanjak (kemiringan ) c. Jalan yang menurun (kemiringan )

(Hint: gunakan pendekatan sudut kecil)

(13)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 12

27. Sebuah bola bowling bermassa m dan berjari-jari R terletak pada lantai licin sebuah mobil. Jika mobil memiliki percepatan horisontal a1 ke kanan,

berapakah percepatan bola a2? Anggap bola menggelinding tanpa tergelincir.

Diketahui percepatan gravitasi adalah g.

28. Sebuah partikel bermassa m bergerak bebas tanpa gesekan pada lintasan parabolik dalam pengaruh gravitasi. Gunakan percepatan gravitasi

. Bentuk lintasan ditunjukan oleh persamaan meter a. Dimanakah posisi kesetimbangan stabilnya?

b. Massa digeser sedikit dari posisi setimbang dan kemudian dilepaskan. Tunjukkan bahwa gerakan massa adalah osilasi harmonik sederhana dan carilah frekuensinya?

29. Suatu sistim katrol memiliki momen inersia I = 1,7 kg.m2, r1 = 50 cm dan r2

= 20 cm. Benda m1 = 2 kg dan m2 = 1,8 kg mula-mula ditahan diam dan berada pada ketinggian yang sama 20 cm diatas lantai. Katrol dianggap licin dan tali tak bermassa. Jika kedua benda dilepaskan.

(14)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 13

Hitung:

a. kecepatan benda m2 sesaat sebelum benda m1 menyentuh lantai

b. tinggi maksimum yang dicapai benda m2 (dianggap benda m2 tidak menumbuk katrol)

30. Sebatang kayu licin dipasang kuat pada dudukannya secara horizontal diatas sebuah meja (lihat gambar). Sebuah cincin (m = 10 kg) yang dapat bergerak bebas tanpa gesekan sepanjang batang dipasang di salah satu ujung pegas. Ujung pegas lainnya dilekatkan pada suatu poros di titik O. Massa pegas diabaikan, panjang pegas tanpa kontraksi 10 cm dan konstanta pegasnya 500 N/m. Cincin dilepaskan dari keadaan diam di titik S.

Hitunglah:

a. Kecepatan cincin saat melewati titik A

b. Kecepatan cincin saat melewati titik B

31. Sebuah mobil-mobilan (“mobil”) bergerak dari keadaan diam pada titik A

(lihat gambar). “Mobil” bergerak meluncur sepanjang lintasan ABCAD.

Gesekan “mobil” dengan lantai dan udara diabaikan. Jika jari-jari trak lingkaran adalah R,

Hitunglah:

a. Nilai h minimum (dalam R) agar “mobil” bisa bergerak satu lingkaran

penuh

b. Kecepatan “mobil” di titik D

c. Jika untuk mengatasi pengaruh gravitasi pada mobil-mobilan tersebut

(15)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 14

melakukan gerak satu lingkaran penuh tadi pada kondisi h minimum diatas?

SOAL OSK FISIKA SMA TAHUN 2011

32. Sebuah balok kecil massa m berada diam di atas sebuah bidang miring berbentuk segitiga bermassa M yang juga diam di atas bidang horisontal (lihat gambar).

Semua permukaan dianggap licin, tentukan: a. besarnya gaya F yang harus dikenakan

pada massa M agar balok m tidak bergerak dan tetap berada di atas balok segitiga M

b. besarnya gaya F jika  = 90o

c. jika sekarang permukaan antara massa m dan bidang segitiga M

memiliki koefisien gesek statik µ, tentukan gaya F minimal agar massa

m mulai bergerak.

33. Anda memiliki sebuah truk pengangkut material yang digunakan untuk mengangkut semen langsung dari pabriknya. Setiap kali memuat semen, truk anda melewati corong penuang semen yang memiliki debit 800 liter per detik. Jika truk material anda memiliki massa 10 ton dan melintas dengan kecepatan 5 m/s, berapakah kecepatannya setelah diisi semen selama 5 detik?

Kasus 2 : berapakah gaya dan daya mekanik yang mesin truk keluarkan saat melewati corong penuang agar kecepatan truk tidak berubah (tetap 5 m/s)? (Keterangan : massa jenis semen 2500 kg/m3, abaikan gesekan truk dengan jalanan maupun udara)

34. Sebuah buku massa M diletakkan pada suatu dinding vertikal dengan posisi seperti terlihat pada gambar.

Koefisien gesek antara buku dan dinding adalah µ. Untuk mempertahankan buku agar tidak terjatuh, diberikan gaya F yang membentuk sudut  terhadap horizontal (-π/2 < < π/2). Untuk nilai  tertentu, hitunglah:

a. Gaya minimum, Fmin yang dibutuhkan!

(16)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 15

b. Batasan nilai  dibawah mana tidak mungkin ada gaya

F yang bisa mempertahankan buku tersebut untuk

massa mA tidak bergerak relatif terhadap massa mC. Katrol dan tali dianggap

tidak bermassa. Massa mB juga dianggap tidak menyentuh massa mC.

36. sebuah batang tipis homogen dengan massa M dan panjang L terletak di atas meja licin horizontal. Secara mendadak batang dikenai gaya impulsif dengan impuls  pada salah satu ujungnya dalam arah tegak lurus batang. Tentukan: a. jarak yang ditempuh batang setelah ia melakukan satu putaran penuh b. energi kinetik translasi, rotasi dan energi total akibat bekerjanya impuls

tersebut

37. Suatu kelokan jalan yang tertutup es (gaya gesekan nol) pada sebuah jalan bebas hambatan telah dibuat berbentuk banking angle (bentuk jalan yang miring ke arah pusat lengkungan) dengan sudut kemiringan  terhadap horizontal dan jari-jari kelengkungan R.

Desain ini dibuat sedemikian agar mobil yang melintas di belokan tersebut dengan kecepatan awal v0 masih dapat berbelok dengan aman. Dengan

demikian, jika sebuah mobil melaju terlalu lambat maka mobil akan slip/tergelincir meluncur ke pusat lengkungan. Dan jika kelajuannya terlalu besar maka mobil akan slip/tergelincir terlempar keluar belokan.

Jika koefisien gesek statiknya ditambah maka itu akan memungkinkan sebuah mobil yang melintas dengan laju antara vmin dan vmax bisa tetap berada pada

belokan jalan tersebut. Tentukan vmin dan vmax tersebut sebagai fungsi dari µ,

v0 dan R!

38. Tinjau sistem empat benda seperti gambar berikut ini.

Sistem terdiri dari tiga balok homogen yang masing-masing massanya m1,

m2, M, dan sebuah katrol yang bermomen inersia I dan berjari-jari R,

kemudian disusun seperti gambar di bawah.

mA

mC mB

(17)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 16

Balok bermassa m1 dan M bertumpuk di atas lantai yang licin dan koefisien

gesek statis antara permukaan m1 dan M bernilai µs dimana 0 < µs < 1. Balok

bermassa M dihubungkan oleh tali dengan sebuah benda bermassa m2 melalui

sebuah katrol.

Kemudian, benda M ditarik dengan gaya F dan katrol berputar tanpa slip. Tentukanlah:

a. Syarat gaya F agar kedua balok m1 dan M bergerak bersama-sama

(nyatakan F dalam parameter m1, m2, M, I, R, dan µs)

b. Syarat konsistensi untuk m2

SOAL OSK FISIKA SMA TAHUN 2010

39. Sebuah benda massa m diletakkan di atas bidang miring dengan sudut kemiringan terhadap horizontal (lihat gambar). Koefisien gesek antara benda dan bidang miring tan . Mula-mula benda memiliki kecepatan pada arah tegak lurus terhadap sumbu-x (seperti tampak pada gambar).

a. Tentukan besar kecepatan benda sebagai fungsi sudut !

b. Jika benda sudah bergerak cukup lama, berapakah besar kecepatannya? 40. Sebuah cincin dapat meluncur dengan bebas pada batang berbentuk setengah

lingkaran berjari-jari R (lihat gambar di bawah).

vo

Sumbu x

m

R

P

O

M m1

m2

(18)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 17

Sistem berotasi terhadap sumbu OP dengan kecepatan sudut tetap .

a. Tentukan nilai-nilai sudut  yang membuat cincin berada dalam keadaan setimbang terhadap batang!

b. Berdasarkan perbandingan , jelaskan jenis-jenis keseimbangan yang terjadi pada cincin tadi!

41. Sebuah tongkat tipis homogen dengan panjang L berdiri setimbang vertikal di atas lantai licin. Pada tongkat tersebut diberi gaya yang amat sangat kecil disembarang titik sepanjang tongkat bukan pada arah vertikal sehingga tongkat tersebut jatuh.

a. Berapakah perpindahan horizontal titik pusat massanya?

b. Tentukan persamaan kurva gerakan dari sebuah titik A pada tongkat yang berada pada jarak h dari titik pusat tongkat!

c. Apa bentuk lintasan dari titik pusat tongkat, titik ujung tongkat, dan titik di atantara titik pusat dan ujung tongkat?

42. Dua buah katrol dengan tiga massa m1, m2, dan m3 tersusun seperti tampak lingkaran juga berada di atas lantai licin. Rapat massa masing-masing benda adalah , dan sudut yang dibentuk antara titik kontak dan horizontal adalah  (lihat gambar di samping).

m1

m2 m3

(19)

ERICK INSTITUTE INDONESIA

Jl. Papa Ungu No. 8 Soekarno – Hatta, Malang Website : www.erickinstitute. net

Email : erick_institute@ymail.com

ERICK INSTITUTE INDONESIA |SOAL-SOAL OSK FISIKA SMA 2010-2015 18

Tentukan:

a. Gaya horizontal F agar kedua lingkaran tetap saling bersentuhan

b. Sudut  minimum dan maksimum agar gaya horizontal F minimum dan maksimum!

44. Satu unit paket bantuan makanan dijatuhkan dari suatu balon terbang yang sedang bergerak naik secara tegak lurus dengan kelajuan vo = 10 m/s di

ketinggian H = 120 m dari atas permukaan tanah. a. Tuliskan besar kecepatan awal paket tersebut!

b. Tuliskan persamaan yang menyatakan posisi paket pada t > 0 yaitu h(t) yang dinyatakan dalam g, vo, dan H!

c. Jika T adalah lama paket tersebut mencapai permukaan tanah dan anggap g = 10 m/s2, tentukan besar T!

45. Sebuah balok (massa m) diam di atas bidang miring (massa M, dan sudut kemiringan ) yang berada di atas lantai licin. Anggap µ adalah koefisien gesek antara balok dan bidang miring.

a. Tentukan besar maksimum sudut  (yaitu maks) agar balok m dan bidang

miring M kedua-duanya sama-sama diam!

b. Anggap bidang miring M mengalami percepatan a mendatar ke kanan. Hitung besar a agar balom m masih tetap diam!

c. Berbeda dengan pertanyaan (b) di atas, sekarang anggap ada gaya F

Referensi

Dokumen terkait

1. Sebuah kelereng homogen dengan massa � dan jari jari pada kondisi awal memiliki kecepatan. pusat massa dimana = kecepatan sudut awal bergerak slip di atas

Fenol, C 6 H 5 OH, adalah suatu asam lemah yang merupakan bahan antiseptik pertama yang. digunakan di

Jika foton sinar X bertumbukan dengan elektron bebas yang mula-mula diam maka setelah tumbukan elektron akan bergerak dengan kelajuan dan arah tertentu dan foton akan

Lintasan 1 yaitu jalan Bengawan Solo pada jalur Jembatan Semanggi kabupaten Jember merupakan lintasan yang berbentuk bidang miring. Dari lintasan 1 ini bisa