soal osn fisika tingkat kabupaten kota tahun 2014

SOAL SELEKSI

OLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATEN/KOTA 2014

CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2015

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

TAHUN 2014

HAK CIPTA

DILINDUNGI UNDANG-UNDANG

Bidang Fisika

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

1. (10 poin) Sebuah benda bergerak sepanjang sumbu

x dimana posisinya sebagai fungsi dari waktu t

dapat dinyatakan dengan kurva seperti terlihat pada

gambar samping (x dalam meter dan t dalam detik).

Tentukan:

a- kecepatan sesaat di titik D

b- kecepatan awal benda

c- kapan benda dipercepat ke kanan

2. (10 poin) Dua mobil A dan B bergerak

melalui jalan yang sama dan berangkat dari

titik awal yang sama secara bersamaan. Kurva

kecepatan v kedua mobil sebagai fungsi waktu

t diberikan pada gambar di samping.

Tentukan:

(a) persamaan jarak tempuh A dan B sebagai

fungsi dari waktu

(b) kapan dan di mana mobil A berhasil

menyusul mobil B.

(c) sketsa 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 di manakah mobil B

Halaman 3 dari 5

Hak Cipta

Dilindungi Undang-undang

3. (12 poin) 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.

4. (12 poin) 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 seimbang di x = 0.

Tentukan:

a. Energi total dari sistem ini

b. Frekuensi osilasi dari sistem ini

5. (12 poin) Sebuah bola berada di atas sebuah tiang vertikal (lihat gambar).

Tiba-tiba bola tersebut pecah menjadi dua bagian. Satu bagian terpental

mendatar ke kiri dengan kecepatan 3 m/s dan satu bagian lagi terpental ke

kanan dengan kecepatan 4 m/s. Pada kondisi tertentu vektor kecepatan dari

dua pecahan tersebut saling tegak lurus. Hitung (ambil harga g = 10 m/s2):

a. waktu yang dibutuhkan setelah tumbukan hingga kondisi itu tercapai,

b. jarak antara kedua pecahan itu saat kondisi diatas terjadi.

h



k m

r

6. (20 poin) Sebuah batang tegar tak bermassa dengan panjang L 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 m menumbuk titik massa A secara

elastik dengan kecepatan awal v₀. Setelah

tumbukan, C bergerak dengan kecepatan v₀'

berlawanan arah mula-mula, sedangkan

gerakan batang AB dapat dinyatakan dalam

bentuk kecepatan pusat massa V_cm dan rotasi dengan kecepatan sudut  terhadap pusat

massa.

a. Tentukan V_cm,  dan v₀' dinyatakan dalam , L dan v₀.

b. Tentukan sudut  masing-masing untuk kasus:

(i) V_cm bernilai maksimum,

(ii)  bernilai maksimum,

(iii)v₀' bernilai maksimum atau minimum.

Kemudian jelaskan gerakan benda masing-masing setelah tumbukan untuk setiap

kasus tersebut.

7. (12 poin) Sebatang tongkat homogen panjang l dan massa m digantungkan

pada sebuah poros yang melalui suatu lubang kecil A di ujung tongkat

bagian atas. Tongkat diberi impuls dari sebuah gaya ke arah kanan pada

suatu titik berjarak d dari poros tadi. Agar setelah dipukul, tongkat dapat

berotasi mengelilingi titik A, tentukan:

a. jarak d minimum (nyatakan dalam l),

b. periode osilasinya, jika tongkat kemudian berosilasi,

Halaman 5 dari 5

Hak Cipta

Dilindungi Undang-undang

8. (12 poin) Sebuah tangga pejal homogen dengan massa m dan

panjang l 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 disamping.

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.