Babak Penyisihan Olimpiade Fisika 2014

PETUNJUK PENGISIAN LEMBAR JAWABAN BABAK PENYISIHAN

21 September 2014 I. PETUNJUK UMUM:

1. Gunakan konstanta-konstanta berikut dalam menyelesaikan soal. Konstanta Simbol Nilai

Kecepatan cahaya c 3,00 × 108 m/s Konstanta gravitasi G 6,67 × 10-11 m3/kg∙s2 Bilangan Avogadro NA 6,02 × 1023 mol-1 Konstanta gas umum R 8,31 J/mol∙K Konstanta Boltzmann k 1,38 × 10-23 J/K Muatan electron e 1,60 × 10-19 C Massa elektron me 9,11 × 10-31 kg Massa proton mp 1,67 × 10-27 kg Permitifitas ruang hampa e0 8,85 × 10-12 C2/N∙m2 Permeabilitas ruang hampa μ0 4π × 10-7 T∙m/A Konstanta Planck h 6,63 × 10-34 J∙s

Percepatan gravitasi g 9,80 m/s2 (kecuali ada keterangan lain) 2. Sebelum mengerjakan soal, telitilah terlebih dahulu jumlah soal dan nomor halaman

yang terdapat pada naskah. Dalam naskah ini terdapat 40 soal pilihan ganda.

3. Tuliskan nama, nomor peserta, dan kelengkapan identitas peserta pada lembar jawaban. 4. Tuliskan jawaban Anda pada lembar jawaban yang tersedia dengan menggunakan pensil

2B.

5. Diperbolehkan menggunakan kalkulator atau alat bantu hitung lainnya tetapi bukan handphone(hp).

6. Waktu mengerjakan soal 120 menit, mulai pukul 08.00 waktu setempat. 7. Setiap soal memiliki kriteria penilaian sebagai berikut.

Level I No. 1 - 10 Level II No. 11 - 30 Level III No. 31 - 40 Benar : + 5 Benar : + 10 Benar : + 15

Salah : -2 Salah : -4 Salah : -6

Tidak diisi : 0 Tidak diisi : 0 Tidak diisi : 0 II. PETUNJUK KHUSUS:

1. Berdoalah terlebih dahulu sebelum mengerjakan soal.

2. Kerjakan soal dengan sebaik-baiknya. Mulailah dengan mengerjakan soal yang menurut Anda mudah terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan ke soal yang lebih rumit.

3. Teliti jawaban Anda sebelum dikumpulkan.

SOAL INI DISUSUN OLEH TIM SOAL OLIMPIADE FISIKA 2014

Dilarang keras mengutip sebagian atau seluruh isinya tanpa se-izin Tim Soal Olimpiade Fisika 2014

1. Mobil yang awalnya diam kemudian bergerak dengan percepatan konstan. Setelah 10 sekon, mobil mengalami perlambatan hingga mobil berhenti. Grafik yang menyatakan hubungan antara jarak s dengan waktu t menurut kejadian tersebut adalah ....

A.

B.

C.

D.

2. Mobil dengan kecepatan awal 10 m/s diperlambat sehingga kecepatannya menjadi

3 1

kecepatan awal setelah menempuh jarak 4 m. Jika perlambatan mobil konstan, maka jarak yang ditempuh mobil dari awal hingga berhenti adalah ....

A. 4,3 m B. 4,4 m C. 4,5 m D. 4,6 m E. 4,7 m

3. Balok bermassa 15 kg diam pada permukaan lantai yang kasar. Balok tersebut kemudian ditarik dengan gaya sebesar 50 N membentuk sudut 30 terhadap sumbu horizontal. Jika o koefisien gesekan statis dan kinetik masing-masing sebesar 0,5 dan 0,2, maka gaya gesek yang dialami balok adalah ....







61 25 3



N E. N 61 D. N 3 25 -61 C. N 3 25 B. N 4 , 24 A. 

4. Pada suhu kamar, balok logam terasa lebih dingin daripada balok kayu ketika disentuh meskipun suhu keduanya sama. Pernyataan berikut yang benar yang melandasi

pernyataan di atas adalah ....

i) Logam merupakan konduktor yang lebih baik daripada kayu. ii) Kerapatan partikel logam lebih besar dari kayu.

iii)Energi panas tubuh yang dihantarkan oleh kayu lebih lambat jika dibandingkan logam.

iv) Logam memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada kayu. A. i), ii), dan iii)

B. i) dan iii) C. ii) dan iv) D. iv)

5. Perhatikan rangkaian berikut.

Besar nilai masing - masing kapasitor 6 1 2 3 2 10 μF

C C C    dan

4 5 6 3μF

C C C  . Besar nilai dari kapasitor penggantinya CAB adalah .... A. 7 10 F 6 B.



6 6



6 10 10 F C.



6 6



6 10  10 F D. 9, 67 10 F 6 E. 6 7 10 F 

6. Perhatikan reaksi berikut. Ne 19 10 4 _Energi 2    X n N ₀1 14 7  1 _Energi 1  p Y C 13 6 _Energi 1  _ Z

Urutan X, Y dan Z yang benar apabila dilihat dari nomor masa terkecil ke nomor masa terbesar adalah .... A. X, Y, Z B. Y, X, Z C. Y, Z, X D. Z, X, Y E. Z, Y, X

7. Perhatikan gambar di bawah ini.

Jika batu dijatuhkan ke air, maka akan terbentuk gelombang. Hal ini disebabkan .... A. batu memiliki energi kinetik ketika batu tersebut dijatuhkan ke air, akibatnya partikel

air memiliki energi kinetik untuk merambat.

B. batu memiliki energi potensial ketika batu tersebut dijatuhkan ke air, akibatnya partikel air memiliki energi kinetik untuk merambat.

C. air memiliki energi potensial karena adanya gaya elastis yang cenderung mengembalikan air ke posisi semula dari usikan yang ditimbulkan oleh batu.

D. gelombang partikel air terbentuk karena partikel air memiliki energi mekanik yang dipindahkan lagi ke bagian partikel air di sisi berikutnya. Perambatan energi tersebut diikuti oleh berpindahnya partikel-partikel yang merambatkannya.

E. transfer energi mekanik partikel air terus berlanjut sampai ke bagian air yang jauh dari tempat jatuhnya batu. Perambatan energi mekanik partikel air tanpa diikuti oleh perpindahan partikel-partikel air pada arah energi merambat.

8. Pegas digantung vertikal pada langit-langit sebuah lift. Pada ujung bawah pegas diberi beban 150 gram. Ketika lift dalam keadaan diam, pegas bertambah panjang 30cm. Jika lift bergerak ke atas dengan percepatan 8m/s2, maka pertambahan panjang pegas menjadi .... (g10m/s2) A. cm6 B. 24cm C. 36cm D. 48cm E. 54cm

9. Layar diletakkan 100 cm dari celah tunggal, yang disinari cahaya dengan panjang gelombang 680 nm. Jika jarak antara minimum pertama dan maksimum keempat dari pola difraksinya adalah 6,8 mm, maka lebar celahnya adalah ....

A. 230 µm B. 240 µm C. 250 µm D. 260 µm E. 270 µm

10. Febri memiliki masalah dengan mata, dia hanya bisa melihat benda yang jaraknya lebih jauh dari titik dekat mata normal, maka pernyataan dibawah ini yang benar adalah .... A. sebelum memakai kacamata bayangan benda akan terbentuk di depan retina. B. sebelum memakai kacamata bayangan benda akan terbentuk tepat di retina. C. masalah Febri teratasi jika dibantu dengan kacamata berlensa divergen.

D. masalah Febri teratasi jika lensa kacamata yang digunakannya dapat membentuk bayangan tepat di titik dekat matanya.

E. masalah Febri teratasi jika lensa kacamata membentuk bayangan benda pada jarak S = 25 cm tepat di titik jauh mata Febri

11. Bola ditendang dengan kecepatan v dengan sudut o  terhadap garis mendatar menuju

gawang. Pada waktu bersamaan kiper pada jarak s dari penendang, berlari menyambut bola tersebut dengan kecepatan konstan. Kecepatan kiper untuk menangkap bola sesaat sebelum mencapai tanah adalah ....

A. θ sin o v 2 θ cos θ sin 2 o v 2 sg B. θ sin o v 2 θ cos θ sin 2 o v 2 2 s  C.    sin o 2 cos sin o 2 v v sg D. θ cos o v 2 θ cos θ sin o v 2 sg E. θ cos o v 2 θ cos θ sin o v 2 2 s 

12. Bola pejal berjari-jari r berada diatas bidang miring kemudian melewati lintasan lingkaran berjari-jari R seperti pada gambar. Jika bola menempuh lintasan tanpa jatuh, maka ketinggian h minimum adalah .... 

      2 5 2 mr I

A. h R 5 2  B. h R 3 2  C. h R 10 7  D. h R 10 8  E. h R 10 9 

13. Balok bermassa M mula-mula diam pada permukaan meja licin yang tingginya h dari lantai. Kemudian balok ditembak oleh peluru yang bermassa m sehingga peluru bersarang di dalam balok. Jika balok dan peluru meluncur meninggalkan meja dengan lintasan parabola dengan jarak mendatar x maka kecepatan peluru sesaat sebelum mengenai balok adalah ....

A. h g m x M m v 2 ) (   B.





h g M m mx v 2   C.





h g M m mx v  

D. h g m M m v(  ) E. h g m M m v 2 ) ( 2  

14. Mobil bermassa m melewati tikungan  berupa setengah lingkaran dengan jari-jari R. Jika koefisien gesek _k maka kecepatan maksimum v mobil untuk melintasi lintasan tersebut tanpa tergelincir adalah ....

A. _               sin cos cos sin k k gR v B. _               sin cos cos sin k k gR v C. _             sin 1 tan k k gR v D. v gR



sin







_kcos





E. v gR



sin







_kcos





15. Kubus kayu yang rusuknya 10 cm dan kerapatannya 500 kg m3terapung dalam bejana

berisi air. Sejumlah minyak dengan kerapatan 800kg m3 dituangkan ke dalam bejana

tersebut sehingga permukaan atas lapisan minyak berada 4 cm di bawah permukaan atas kubus. Jika tekanan atmosfer 1,013105kg m3 , maka besarnya tekanan yang dirasakan permukaan bawah kubus adalah ....

A. 99300,5 N m3

B. 100300,5N m3

C. 101300,5N m3

R

D. 110300,5N m3

E. 111300,5 3

m N

16. Dalam pipa air, beda tekanan di antara pipa utama dan pipa yang menyempit dari sebuah venturimeter adalah 2105 Pa. Luas penampang pipa utama dan pipa yang menyempit masing- masing adalah -3 2

m 10

2  dan 3 2

m 10

3  . Besar debit air dalam pipa dan beda ketinggian raksaantara kedua kaki manometer adalah....

A. 10 2 23 17 2   m3/s, h0,56 _m B. 10 2 7 4 3   m3/s, h0,76 _m C. 10 1 15 64 3   m3/s, h1,56 _m D.

7

8



10

1m3/s, h2,76 _m E. 9 11103 m3/s, h3,96 _m

17. Perhatikan gambar rangkaian di bawah ini.

A. 1,50 mA B. 2,00 mA C. 2,50 mA D. 3,00 mA E. 3,50 mA

18. Di dalam bejana besi



c_besi 450J KgoC



yang massanya 180 gram terdapat 200 ml alkohol



2400J KgoC



alkohol

c . Di dalam bejana ini dimasukan suatu kawat yang hambatannya 50 Ohm dan dihubungkan dengan tegangan 100 volt. Jika energi listrik diubah seluruhnya menjadi energi panas, maka kenaikan suhu alkohol setelah 1 menit adalah ....



0,8g cm3



alkohol  A. 20oC B. 23oC C. 26oC D. 29oC E. 35oC

19. Bola bermuatan 10μC bermassa 100 gram digantungkan pada plat bermuatan positif menggunakan tali yang ringan. Jika pengaruh dari medan yang ditimbulkan oleh plat menyebabkan bola menyimpang membentuk sudut  seperti yang diperlihatkan pada gambar, maka rapat muatan permukaan plat tersebut adalah ….



2 12 2 2



Nm C 10 85 , 8 ; s m 10     _o g 

A. 17, 7 10 tan C/m 7  2 B. 7 2 17, 7 10 sin C/m   C. 17, 7 10 tan C/m 8  2 D. 17, 7 10 sin C/m 8  2 E. 17, 7 10 tan C/m 7  2

20. Pada hamburan compton, sinar X memiliki frekuensi 31018 Hz bergerak sejajar bidang horizontal menembus plat secara tegak lurus bidang plat. Jika sudut hamburan sinar X setelah menembus plat sebesar 30o terhadap bidang vertikal, maka besar panjang gelombang sinar X setelah menembus plat adalah ....



m_e 9,111031kg



A. o Α 01205 , 1 B. o  0125 , 1 C. o  0241 , 1 D. o  1205 , 1 E. o  125 , 1

21. Pesawat A dan B di luar angkasa bergerak saling mendekat sepanjang garis lurus dengan kelajuan masing-masing pesawat 0,2c dan 0,6c. Jika pesawat B menembakkan laser dengan kecepatan c, maka kecepatan laser yang diamati dari pesawat A sebesar .... A. 0,2c

B. 0,4c C. 0,6c D. 0,8c E. 1,0c

22. Pada percobaan efek fotolistrik, logam tertentu membutuhkan radiasi sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 310 nm agar elektron tersebut terlepas dari ikatan logam. Ketika logam katoda tersebut diradiasi dengan sinar X yang memiliki panjang

gelombang lebih pendek 62 nm dari sinar ultraviolet, energi kinetik maksimum yang akan dimiliki elektron adalah ....



hc1240eVnm



A. 0,25 eV B. 0,50 eV

C. 0,75 eV D. 1,00eV E. 1,25 eV

23. Gambaran partikel tali yang mula-mula digetarkan ke arah atas adalah ....

A. B. C. D. E.

24. Sirine mengeluarkan bunyi dengan intensitas Io pada jarak d dari pendengar. Sirine tersebut dipasangkan baterai yang memiliki total energi E. Jika efisiensi dari sirine adalah e dan pendengar mendengarkan bunyi dengan taraf intensitas  _{maka total waktu} untuk sirine bisa berbunyi sampai energi baterai habis adalah ....

A. 10 2 10 4  d I_o eE B. eE I d o 100 2 10 4   C.   2 10 10 4 d I_o eE D.   2 100 10 4 d I_o eE E. eE I d o 10 2 10 4  

25. Perhatikan gambar prinsip kerja teleskop berikut.

Jarak kedua lensa d sebesar 3 m dan jarak p adalah 3 cm. Jika sumber cahaya datang dari jauh tak hingga, maka perbesaran total teleskop tersebut adalah ....

A. 100 kali B. 99 kali C. 98 kali D. 97 kali E. 96 kali

26. Ratu naik perahu yang bergerak melawan arus dengan kecepatan v terhadap titik yang _o diam di tepi sungai. Tiba-tiba dompet Ratu terjatuh dan hanyut terbawa arus sungai, Ratu baru sadar setelah perahu bergerak 10 m dari posisi jatuhnya dompet dan langsung

d

27. kembali. Jika kecepatan arus vs maka, waktu yang diperlukan Ratu untuk mengejar dompetnya adalah .... A. 10_{2 2} s o o v v v  B.





2 2 10 _{o s} o v v v  C. s o o v v v  10 D. s o o v v v  2 10 E. s o v v  10

27. Dalam bejana yang massanya diabaikan terdapat air bermassa x bersuhu 42 oC dicampur dengan es bermassa y bersuhu -4 oC. Setelah setimbang ternyata 50% es melebur. Jika titik lebur es = 0 oC, kalor jenis es = 0,5 kal/goC, dan kalor lebur es 80 kal/g, maka perbandingan x dan y adalah ....

A. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 2 : 3 D. 3 : 4 E. 4 : 5

28. Perhatikan rangkaian berikut.

Nilai R₁ 500, L₁5H dan C₁10μF. Jika rangakaian tersebut dialiri arus AC yang mempunyai tegangan V V_msin100t, maka nilai dari impedansi dan jenis rangakaian R-L-C nya adalah ....

A. 250 2 , kapasitif B. 250 2 , induktif C. 250 2 , resistif D. 500 2 , kapasitif E. 500 2 , induktif 29. Perhatikan gambar berikut.

A. interferensi Konstruktif dengan X = 16 cm, dan Y = 0 cm. B. interferensi Destruktif dengan X = 16 cm, dan Y = 17 cm. C. interferensi Konstruktif dengan X = 18 cm, dan Y = 16 cm. D. interferensi Destruktif dengan X = 18 cm, dan Y = 10 cm. E. interferensi Konstruktif dengan X = 20 cm, dan Y = 0 cm

30. Seberkas sinar dilewatkan dari medium berindeks bias 3 menuju lapisan bahan bagian dalam seperti pada gambar.

Jika lapisan luar terbuat dari bahan yang memiliki indeks bias 2 dan bagian dalam berindeks bias 2, maka sudut ( ) minimal agar sinar keluar dari sisi yang lain melewati bahan bagian dalam dengan sempurna adalah ....

A. 2 3 arcsin   B. 3 2 arcsin   C. 3 2 arcsin 900    D. 2 2 arcsin 900    E.  450

31. Rizky mengendarai mobil balap pada lintasan lurus dengan kecepatan m/s ) 2 40 ( t r

v   . Pada saat t = 0 Bayu yang mengendarai motor berada 900 m di depan Rizky dan bergerak mendekat dengan kecepatan v_b (204t)m/s. Ketika mereka berpapasan Rizky menempuh jarak ....

A. 300 m B. 400 m C. 450 m D. 500 m E. 600 m

32. Bola ditendang dari titik A dengan sudut elevasi θ=37o seperti pada gambar. Agar bola dapat mencapai titik B, maka kecepatan awal minimum bola sebesar ....

A. 13 10 m/s

B. 14 10m/s

D. 16 10m/s

E. 17 10 m s

33. Bola bermassa m digantungkan pada tiang yang berada di atap mobil bermassa M1 seperti pada gambar. Mobil dan bola bergerak dengan kecepatan konstan v, kemudian mobil ini menabrak mobil lain bermassa M2 yang diam. Setelah terjadi tumbukan kedua mobil bergerak bersamaan. Jika diketahui panjang tali R maka kecepatan bola terhadap mobil setelah tumbukan (v1) dan kecepatan minimum (v) sehingga bola dapat bergerak melingkar penuh mengelilingi titik P adalah .... (m<<M1 dan M2)

A. v₁  5gR dan





m gR m M v  5 B. v1  5gR dan





2 5 m gR m M v  C. v1  4gR dan





m gR m M v  5 D. v1  5gR dan





2 2 5 m gR m M v  E. v1  4gR dan





2 5 m gR m M v 

34. Pemain ice skating bermassa 40 kg meluncur di permukaan lantai es bersuhu 0 oC

menggunakan papan skate bermassa 10 kg yang terbuat dari logam berbentuk balok juga bersuhu 0 oC. Koefisien gesek antara papan skate dan lantai sebesar 0,25. Jika pada saat t kecepatannya sebesar 4 m/s, maka perubahan jumlah es yang mencair dari waktu t sampai papan skate berhenti adalah .... (Asumsikan gesekan hanya terjadi antara papan skate dan lantai, dan kalor lebur es 80 kal/g.).

P

R

M

2

m

M

1

v

A. 1,19 gram B. 1,32 gram C. 2,19 gram D. 2,32 gram E. 3,32 gram

35. Pesawat terbang bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga udara yang melalui bagian atas dan bawah sayap bergerak dengan kelajuan masing-masing 4v dan 3v. Jika luas sayapnya 4ldan rapat massa udara



, maka massa minimum pesawat adalah .... A. g lv2 14 B. g lv2 16 C. g lv2 18 D. g lv2 20 E. g lv2 22

36. Perhatikan gambar berikut.

Terdapat dua kawat yang saling bertumpukan seperti pada gambar. Kedua kawat memiliki panjang kawat yang sangat panjang. Jika kedua kawat tersebut dilapisi oleh isolator, dan masing – masing kawat memiliki arus sebesar 5A, maka besar resultan gaya yang bekerja pada titik A adalah ....

A. F_r 0 B. Fr 0

C. F_r 0

D. F_r2 F_rx2F_ry2

E. 2 2

r rx ry

F F F

37. Perhatikan gambar di bawah ini.

Sistem pegas yang masing-masing memiliki koefisien pegas k dan kawat berarus diletakkan pada medan magnet homogen yang memiliki besar medan magnet B seperti gambar di atas. Diketahui bahwa kawat memiliki panjang l dan berhambatan 10 Ohm, sementara panjang mula-mula setiap pegas adalah p. Jika kawat ditarik ke kanan secara paksa, maka panjang akhir setiap pegas ketika kawat sudah tidak bergerak jika tarikan dilepasadalah .... A. k Bl p 2 B. k Bl p 3 2  C. k Bl p 2 3  D. k Bl p 2  E. k Bl p 3 

38. Speaker dengan massa 5 kg terletak di lantai licin disambungkan pada pegas yang memiliki konstanta 20 N/m. Ujung pegas yang lain dipasang pada dinding sebelah kiri lalu ditarik sehingga bertambah panjang 0,5 m kemudian dilepas. Jika speaker

39. m/s maka selisih antara frekuensi maksimum dan minimum yang diterima oleh orang jika berada disebelah kanan sistem adalah ....

A. 1,57 Hz B. 2,57 Hz C. 3,57 Hz D. 4,57 Hz E. 5,57 Hz

39. Perhatikan gambardi bawah ini.

Sumber cahaya berada di dasar kolam yang kedalamannya 7 meter. Jika indeks bias air adalah

3 4

, maka luas lingkaran terbesar pada permukaan air dimana cahaya keluar dari air adalah .... A. 196 m2 B. 197 m2 C. 198 m2 D. 199 m2 E. 200 m2

40. Perhatikan gambar dibawah ini.

Lensa bikonveks tipis dengan jari-jari R1= 4 cm di sebelah kiri dan R2 = 12 cm di sebelah kanan dengan indeks bias adalah

2 3

. Cermin cekung berjari-jari 8 cm berada 30 cm di sebelah kanan lensa tersebut. Jika benda berada 8 cm disebelah kiri lensa, maka bayangan terakhir yang mampu ditangkap layar akan terlihat sejauh ....

A. 12 cm di sebelah kanan lensa B. 12 cm di sebelah kiri lensa C. 9 cm di sebelah kanan lensa D. 9 cm di sebelah kiri lensa