soal ujian seleksi calon peserta olimpiade sains

HAK CIPTA
DILINDUNGI UNDANG-UNDANG
SOAL UJIAN
SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2015
TINGKAT PROVINSI
BIDANG FISIKA
Waktu : 210 menit
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
TAHUN 2015
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
Olimpiade Sains Nasional 2015
Tingkat Propinsi
Bidang
Fisika
Ketentuan Umum:
12345-
Periksa lebih dulu bahwa jumlah soal Saudara terdiri dari 7 (tujuh) buah soal.
Waktu total untuk mengerjakan tes ini adalah 3,5 jam.
Peserta dilarang menggunakan kalkulator.
Peserta dilarang meminjam dan saling meminjamkan alat-alat tulis.
Tulislah jawaban Saudara di kertas yang telah disediakan dengan menggunakan ballpoint dan
tidak boleh menggunakan pinsil.
6- Kerjakanlah lebih dahulu soal-soal dari yang Anda anggap mudah/bisa dan tidak harus
berurutan.
7- Setiap nomor soal yang berbeda harap dikerjakan pada lembar jawaban yang terpisah.
8- Jangan lupa menuliskan nama Saudara atau identitas lainnya pada setiap lembar jawaban yang
Saudara gunakan.
9- Meskipun sudah selesai mengerjakan semua jawaban, Anda tidak diperbolehkan
meninggalkan ruangan tes hingga waktu tes berakhir.
10- Informasi resmi tentang kegiatan Olimpiade Fisika dapat dilihat di website
http://www.tpof-indonesia.org
11- Info berikut mungkin bermanfaat:
2 = 1,414; 3 = 1,732; 5 = 2,236; 7 = 2,646; 11 = 3,317; 13 = 3,606; 17 = 4,123.
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 2 dari 6
Tes Seleksi OSN 2015 Bidang FISIKA
TINGKAT PROPINSI
Waktu: 3,5 Jam
1. (10 poin) Sebuah benda yg bergerak pada bidang 2 dimensi mendapat gaya konstan. Setelah
detik pertama, kelajuan benda menjadi 1/3 dari kelajuan awal benda. Dan setelah detik
selanjutnya (detik kedua), kelajuan benda menjadi 1/3 nya lagi (dibandingkan setelah detik
pertama). Tunjukan apakah benda tersebut pernah mengalami berhenti sesaat selama proses
pergerakannya? Jika pernah, tentukan kapan waktunya (t dalam sekon dan ambil acuan waktu
t = 0 dari saat kelajuan benda masih V)!
2. (12 poin) Sebuah batang tegar AB dengan panjang L bermassa m berada di atas meja
horisontal licin. Sebuah tali tak bermassa dipasang pada katrol licin dimana ujung yang satu
dihubungkan pada ujung batang A, sedangkan ujung tali satunya lagi dihubungkan dengan
beban M (lihat gambar di bawah). Mula-mula batang AB tegak lurus dengan tali tersebut,
kemudian beban M dilepaskan.
a. Pada saat beban M dilepaskan, tentukan tegangan tali, percepatan beban M serta
percepatan pusat massa batang m.
b. Tentukan posisi titik pada batang (diukur dari A) yang memiliki percepatan nol pada saat
beban M dilepaskan.
B
A
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 3 dari 6
3. (14 poin) Sebuah kereta bermassa M = 3 kg memiliki permukaan horisontal yang tersambung
dengan permukaan berbentuk seperempat lingkaran berjari-jari R = 0,5 m (lihat gambar di
bawah). Sebuah partikel bermassa m = 2 kg bergerak di atas permukaan horisontal kereta
tersebut dengan kecepatan v = 15 m/s terhadap lantai. Pada saat partikel tersebut sudah
bergerak di atas kereta, kereta tersebut berada dalam keadaan diam terhadap lantai. Seluruh
permukaan bersifat licin dan tumbukan bersifat lenting sempurna. Percepatan gravitasi g = 10
m/s2 ke bawah.
a. Pada saat partikel tersebut berada pada permukaan seperempat lingkaran dimana sudut
yang dibentuk antara garis yang menghubungkan partikel dan pusat lingkaran dengan garis
vertikal ke bawah adalah , tentukan masing-masing besar kecepatan partikel dan
kecepatan kereta terhadap lantai sebagai fungsi  .
b. Tentukan kecepatan partikel terhadap lantai tepat ketika meninggalkan kereta.
c. Tentukan jarak yang ditempuh kereta sejak partikel meninggalkan kereta hingga kembali
menumbuk kereta tersebut.
d. Ketika partikel tersebut kembali menumbuk kereta dan sudah berada pada lintasan
horisontal kereta tersebut, tentukan besar kecepatan partikel dan kereta terhadap lantai.
4. (14 poin) Sebuah satelit bergerak dalam orbit lingkaran di sekitar sebuah planet dengan
periode revolusi sebesar T1 = 8 jam. Lintasan satelit tersebut akan diubah ke orbit lingkaran
lainnya dengan periode sebesar T2 = 27 jam melalui cara sebagai berikut. Pertama, satelit
tersebut pada orbit pertamanya seketika diubah besar kecepatannya tanpa merubah arahnya,
sehingga ia akan bergerak dalam orbit transisi yang berbentuk ellips. Ketika satelit tersebut
telah menempuh jarak dari planet yang diinginkan, kecepatannya diubah seketika sesuai
dengan orbit kedua dengan periode T2 . Tentukan:
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 4 dari 6
a. waktu yang dibutuhkan untuk berpindah dari orbit pertama ke orbit kedua.
b. prosentase perubahan besar kecepatan satelit pada keadaan pertama dan kedua relatif
terhadap kecepatan masing-masing orbit lingkarannya.
5. (14 poin) Sebuah bola ping-pong bermassa m
= 3 gram dipukul sedemikian rupa sehingga
bola
tersebut
memperoleh
kecepatan
horisontal pada ketinggian H = 20 cm di atas
meja. Bola tersebut juga berotasi terhadap
sumbu horisontal yang tegaklurus pada
kecepatan
horisontal
tersebut.
Setelah
menabrak meja dalam tumbukan yang bersifat
elastik, bola tersebut terpental vertikal ke atas
tanpa rotasi. Karena ketidakrataan permukaan
meja, koefisien gesek kinetik antara bola dengan meja  = 0,25. Asumsikan bahwa tumbukan
terjadi pada waktu yang relatif sangat singkat. Percepatan gravitasi g = 10 m/s2. Momen
inersia bola ping-pong adalah I  23 mR 2 dengan R = jari-jari bola ping-pong. Tentukan energi
yang hilang selama tumbukan bola dengan meja.
6. (18 poin) Sebuah bandul fisis terdiri atas sebuah
cakram berjari-jari R yang bermassa m1 dan
sebuah batang tegar yang massanya dapat
diabaikan. Cakram diletakan disalah satu ujung
batang, sedangkan ujung batang yang lain dapat
berputar pada titik P (bayangkan cakram
menjadi bandul). Jarak antara titik putar dengan
pusat massa bandul adalah l. Mula-mula bandul
dilepaskan dari keadaan diam yang membuat
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 5 dari 6
sudut cukup kecil  terhadap vertikal. Tepat pada posisi terendahnya, bandul menumbuk
secara tidak elastis sama sekali cakram yang lain berjari-jari R dan bermassa m2, dengan m2 <
m1. Tentukan:
a. periode bandul sebelum tumbukan? (Nyatakan dalam l, g, dan R)
b. kecepatan bandul sesaat sebelum tumbukan? (Nyatakan dalam l, g,  dan R)
c. kecepatan bandul sesaat sesudah tumbukan? (Nyatakan dalam m1, m2, l, g, R, dan )
d. periode bandul setelah tumbukan? (Nyatakan dalam l, g, dan R)
7. (18 poin) Sebuah kubus dan silinder berada pada lantai horisontal kasar. Kedua permukaan
benda tersebut saling bersinggungan, seperti pada gambar. Massa kedua benda sama, demikian
pula diameter silinder sama dengan panjang sisi kubus. Untuk seluruh permukaan, koefisien
gesek statik dan kinetik masing-masing adalah  s dan  k . Diketahui m = 12 kg, s  0,6 ,
k  0, 2 dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2.
a. Tentukan besar gaya horisontal F yang harus diberikan pada kubus agar kedua benda
tersebut bergerak bersama dimana gerakan silinder adalah translasi murni.
b. Tentukan jenis gerakan sistem mula-mula saat sistem mulai bergerak dari keadaan diam
(apakah gerakannya murni translasi, translasi dan rotasi atau lainnya).
c. Tinjau sekarang sistim kubus dan silinder dalam keadaan bergerak. Tentukan jenis gerakan
sistem jika gaya horisontal yang diberikan sedikit lebih kecil daripada F (yang dihitung
pada soal a). Tentukan pula jenis gerakan sistem jika gaya horisontal yang diberikan sama
dengan ½ F.
=== Selamat bekerja, semoga sukses ===
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 6 dari 6