Bidang Fisika - WordPress.com

SELEKSI OLIMPIADE TINGKAT PROVINSI 2011
TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2012
Bidang Fisika
Waktu : 3,5 Jam
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
TAHUN 2011
Waktu : 3 ½ Jam
Seleksi Provinsi OSN 2011
1.
Sebuah balok kecil massa m
meluncur ke bawah pada sebilah papan yang
dimiringkan. Setengah papan bagian atas licin
dan setengah bagian yang bawah kasar,
licin
sehingga percepatan yang licin tiga kali lebih
besar dari yang kasar. Balok mencapai bagian
bawah papan dalam waktu t1. Papan kemudian
kasar
dibalik, setengah bagian atas yang kasar dam
setengah bagian bawah yang licin. Pada
kondisi ini, balok diluncurkan dari atas dan mencapai bagian bawah papan dalam waktu t2 .
jika dalam kedua kasus di atas sudut kemiringan papan tetap sama, tentukan perbandingan t1
t
dan t2. 1 !
t2
2.
Sebuah bola biliar (massa m dan jejari r) berada di atas meja dalam keadaan bebas.
Bola itu dipukul oleh tongkat biliar secara tidak frontal dengan impuls sebesar J sedemikian
rupa sehingga bola tersebut bergerak dengan kecepatan awal v0 dan kemudian berputar balik
dengan kecepatan rotasi awal 0 terhadap sumbu horizontal dan tegak lurus terhadap arah
gerak, akibat adanya gaya gesek F (dengan menganggap gaya friksinya konstan). Sudut
impuls J terhadap garis horizontal adalah θ, dan bola dipukul pada jarak d = r  x dari
permukaan meja, seperti ditunjukkan pada gambar. Tentukan:
a. Waktu yang dibutuhkan bola untuk bergerak slip sebelum ia menggelinding.
b. Kondisi agar bola biliar setelah dipukul bergerak menuju pemukul.
c. Sudut θ agar bola berotasi saja (tidak slip dan kemudian menggelinding)
v
pemukul biliar


P
r
x
J
F
meja
This file was downloaded from:
http://ivanjoannes.wordpress.com
3.
Gambar disamping memperlihatkan
sebuah tongkat (massa m, panjang L) yang
sedang bergerak tanpa rotasi di atas meja datar
licin dengan kecepatan v pada arah tegak lurus
tongkat. Pada saat awal (t = 0), salah satu
tongkat tadi menyenggol ujung lancip sebuah
benda sehingga sesaat setelah senggolan
tersebut tongkat bergerak dengan tetap masih
sejajar dengan tongkat sebelum senggolan dan
titik tengah tongkat tetap bergerak ke arah yang
sama dengan sebelum senggolan, tetapi
Sesaat setelah
tumbukan
Sebelum
tumbukan
L
V
?
V
3V/4
V
A
?
Benda tetap
3
sekarang kelajuan titik tengah tongkat berkurang hingga menjadi 4v.
Tentukan:
a. Kecepatan sudut ω tongkat sesaat setelah senggolan (petunjuk: momentum sudut total di
sekitar titik senggolan A kekal/konstan selama senggolan)
b. Energi kinetik total tongkat sesaat setelah tumbukan.
c. Kelajuan kedua ujung tongkat sesaat setelah tumbukan.
4.
5.
sebuah yo-yo berupa silinder tegak (massa M, jari-jari R)
dililiti tali yang tidak terpeleset. Ujung tali diikat pada langit-langit.
Pada saat yo-yo dilepas dan bergerak turun dengan kecepatan v (dengan
tali tetap pada posisi vertikal) langit-langit juga secara bersamaan
bergerak ke atas dengan pergeseran Z(t). Hitung:
a. Tentukan percepatan yo-yo ke bawah.
b. Jelaskan bagaimana gerak yo-yo tersebut bila sistem mula-mula
diam dan langit-langit bergerak ke atas dengan percepatan sebesar
2g.
Z(t)
C
G
v
sebuah lubang L berbentuk bola dibuat di bagian dalam dari sebuah bola pejal B
yang homogen dan berjari-jari a sehingga permukaannya
tepat melalui pusat P dari bola B dan menyinggung
permukaan bola B di titik S. massa bola B sebelum dilubangi
L
adalah M dan pusat lubang bola L adalah P’. tentukan:
P’
P
a. Potensial gravitasi A di titik A di luar bola B pada S
perpanjangan garis hubung PP’ sejauh x dari P (x > a).
a
b. Potensial gravitasi B di titik B pada garis hubung PP’
sejauh x’ dari P dengan x’ < a.
B
c. Gaya gravitasi pada suatu titik massa m yang diletakkan
di titik A maupun titik B.
This file was downloaded from:
http://ivanjoannes.wordpress.com
6.
Tinjaulah sebuah silinder koaksial yang diletakkan pada bidang miring kasar
(dengan koefisien gesek permukaan µs) seperti terlihat pada gambar di bawah. silinder dalam
bersifat homogen (uniform) dan berjari-jari R1, sedangkan silinder luar juga bersifat homogen
dan berjari-jari R2. Bidang miring bermassa Mb.
Silinder mula-mula diam di puncak bidang miring, kemudian bergerak ke bawah dengan
menggelinding murni sehingga menyebabkan bidang miring bergerak horizontal sepanjang
lantai yang licin. Jika diketahui massa silinder luar dan dalam masing-masing adalah M dan
m, maka tentukanlah:
a. Momen inersia silinder terhadap pusat massanya,
b. Percepatan silinder dan besar gaya gesek yang terlibat.
c. Percepatan bidang miring
h
Mb

L
7.
sebuah partikel massa m dan berjari-jari r diam di atas puncak dari sebuah benda
setengah bola yang massanya M dan berjari-jari R. benda M berada di atas sebuah papan.
Antara m dan M dan M dengan papan keduanya dianggap licin. Tentukan kecepatan partikel
m pada saat menumbuk papan.
m
M
Papan (P)
=== SELAMAT BEKERJA ===
This file was downloaded from:
http://ivanjoannes.wordpress.com