soal ujian seleksi calon peserta olimpiade sains

HAK CIPTA
DILINDUNGI UNDANG-UNDANG
SOAL UJIAN
SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014
TINGKAT PROVINSI
BIDANG FISIKA
Waktu : 210 menit
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
TAHUN 2014
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
Olimpiade Sains Nasional 2014
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
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 2 dari 6
Tes Seleksi OSN 2014 Bidang FISIKA
TINGKAT PROPINSI
Waktu: 3,5 Jam
1. (12 poin) Balok bermassa 2m mula-mula
g
diam di bagian terbawah bidang miring
(massa M dan sudut kemiringan α).
M
Permukaan bidang miring licin dan
2m
α
V0
berada di atas meja licin. Pada saat awal
m
t = 0, sebutir peluru dengan massa m dan
kecepatan v0 bergerak paralel terhadap
bidang miring (lihat gambar) dan menumbuk balok 2m hingga bersarang di dalam balok
tersebut (pada saat ini bagian ujung bidang miring tepat berada di pojok meja). Hitung:
a. ketinggian maksimum yang dapat dicapai balok terhadap permukaan meja,
b. kecepatan bidang miring saat balok mencapai ketinggian maksimumnya,
c. kapan (waktu) balok 2m mencapai ketinggian maksimumnya,
d. jarak yang telah ditempuh bidang miring terhadap pojok meja pada saat balok 2m
mencapai ketinggian maksimumnya.
2. (16 poin) Sebuah bola bermassa m ditempatkan di antara
tembok vertikal dan balok segitiga bermassa M. Sisi miring
balok segitiga tersebut memiliki sudut kemiringan 
terhadap horisontal. Bola tersebut menyinggung balok
segitiga pada ujung paling atas balok tersebut. Balok
berada pada lantai. Baik bola maupun balok bergerak tanpa
gesekan. Percepatan gravitasi g ke bawah. Lihat gambar.
Agar setelah bola dilepas tanpa kecepatan awal, permukaan
horisontal balok segitiga tersebut tetap pada lantai atau tidak miring/berputar,
a. Gambarkan diagram gaya yang bekerja pada sistim bola-balok tersebut;
b. Tentukan nilai percepatan gerak bola;
c. Tentukan syarat bagi nilai M/m.
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 3 dari 6
3. (10 poin) Sebuah benda bermassa m terletak pada ketinggian y di atas permukaan suatu planet
bola bermassa M dan berjari-jari R. Anggap nilai R tidaklah sangat besar dibandingkan dengan
y. Percepatan gravitasi di permukaan planet tersebut adalah g 0 , sedangkan tetapan gravitasi
universal adalah G.
a. Percepatan gravitasi yang dialami benda m tersebut berkurang secara linier terhadap y.
Tentukan percepatan gravitasi pada ketinggian h (nyatakan dalam parameter-parameter di
atas);
b. Jika benda tersebut dilemparkan vertikal ke atas dari ketinggian h dengan kecepatan awal
v0 , tentukan kecepatan benda tersebut sebagai fungsi ketinggian y;
c. Tentukan tinggi maksimum benda tersebut. Tentukan pula tinggi maksimum benda jika
tetapan/konstanta linier pada pertanyaan a) diatas bernilai  0.
4. (14 poin) Bola karet dengan berat W = mg
y
dilekatkan dengan kuat di titik C pada ujung
tongkat AC (dengan massa tongkat diabaikan).
C
Sementara pada ujung lain tongkat yaitu titik A
dipasang engsel yang melekat kuat pada lantai
Dinding
W=mg
sehingga tongkat dapat berotasi di sekitar titik
A pada bidang xy (lihat gambar). Pegas dengan
B
L 
konstanta k dipasang pada posisi mendatar
dengan satu ujung dilekatkan pada dinding dan
ujung yang lain dilekatkan pada titik tetap B di
a
x
A
Lantai
tongkat AC. Seperti tampak dalam gambar,
tongkat disimpangkan dari posisi awal (tegak) sebesar sudut  lalu dilepaskan sehingga
tongkat akan mengalami gerak osilasi (getaran). Tentukan:
a. besar frekuensi getaran untuk sudut simpangan  yang kecil.
b. nilai maksimum gaya berat W agar untuk sudut simpangan  kecil tongkat mengalami
getaran harmonik.
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 4 dari 6
5. (18 poin) Sebuah batang homogen (massa M dan panjang l ) salah satu ujungnya diletakan
pada tepi sebuah meja dalam posisi vertikal. Batang kemudian dilepaskan dari keadaan diam.
Tentukan sudut antara posisi batang terhadap vertikal dimana batang mulai kehilangan kontak
dengan meja. Lakukan perhitungan Anda untuk 2 kondisi berikut:
a. Tepi meja dianggap licin akan tetapi memiliki siku seperti ditampilkan pada gambar (i);
b. Tepi meja kasar dan sangat tajam seperti ditampilkan pada gambar (ii).
(i)
(ii)
6. (14 poin) Sebuah bola kecil dengan massa m dipasang pada
silinder pejal bermassa M dan berjari-jari R menggunakan
batang tak bermassa. Lihat gambar. Bola kecil tersebut
berada pada jarak H di atas pusat silinder. Sistem bolasilinder tersebut kemudian diberikan gangguan kecil dari
posisi
kesetimbangan
tak
stabil
tersebut.
Silinder
menggelinding tanpa tergelincir/slip. Pada saat bola m
menyentuh lantai, tentukan:
a- kecepatan pusat massa silinder,
b- kecepatan bola.
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 5 dari 6
7. (16 poin) Sebuah silinder pejal bermassa m dan radius R mula-mula berotasi dengan
kecepatan sudut 0 dan tanpa kecepatan awal pusat massa di tepi bawah suatu bidang miring
kasar (yang tetap/tidak dapat bergerak) dengan sudut kemiringan  dan koefisien gesek
kinetik  K dimana K  tan  . Asumsikan bahwa silinder selama mendaki tetap kontak
dengan bidang miring. Tentukan:
a. waktu yang dibutuhkan silinder hingga menggelinding tanpa slip;
b. jarak yang ditempuh oleh pusat massa silinder hingga menggelinding tanpa slip;
c. ketinggian maksimum yang dapat dicapai silinder.
=== Selamat bekerja, semoga sukses ===
Hak Cipta
Dilindungi Undang-undang
Halaman 6 dari 6