olimpiade sains terapan nasional (ostn) smk sbi jateng

OLIMPIADE SAINS TERAPAN NASIONAL (OSTN) SMK SBI JATENG
TAHUN 2009
SOAL FISIKA
TIPE ESSAY
Petunjuk: Jawaban dituliskan langsung di lembar soal.
1. Sebuah kendaraan, yang mengangkut sebuah kotak di atasnya, bergerak dengan kecepatan
tetap 8 m/s. Gesekan antara bidang atap kendaraan dengan kotak diabaikan. Kendaraan tibatiba dihentikan, sehingga kotak terlempar ke depan sejauh x dari posisi awal. Tinggi
kendaraan terhadap tanah adalah h = 1,8 m.
h
x
a.
b.
c.
d.
Sebutkan, hukum Newton yang sangat berkaitan dengan fenomena tersebut!
Tentukan besar kecepatan arah vertikal, tepat saat kotak menyentuh tanah!
Tentukan waktu yang diperlukan kotak sampai ke tanah!
Hitunglah nilai x!
Jawab:...
1
2. Tiga buah balok dihubungkan dengan tali dan diletakkan di atas permukaan lantai yang
sangat licin. Sebuah gaya 20 N dikenakan pada salah satu balok ke kanan, dan gaya 5 N
dikenakan pada balok sebelah kiri, seperti terlihat pada gambar.
a. Hitung besar percepatan sistem!
b. Tentukan besar tegangan T1 dan T2!
15 kg
5 kg
10 kg
20 N
5N
T1
T2
Jawab:...
2
3. Seekor beruang (70 kg) lapar berjalan di atas papan yang
diikat tali untuk mengambil sekeranjang makanan yang
terletak di ujung papan seperti terlihat pada gambar.
Papan homogen dengan berat 200 N dan panjangnya 6 m
serta berat sekeranjang makanan adalah 80 N. Jika
beruang berjalan sampai di posisi x=1m dan berhenti,
hitung tegangan tali dan komponen gaya-gaya yang ada.
Jawab:...
3
4. Sebuah balok (50 kg) diam di atas lantai kasar. Diketahui koefisien gesek statis dan kinetis
balok dengan lantai, berturut-turut adalah 0,6 dan 0,4.
(a) Seseorang memberikan gaya mendatar pada balok sebesar 250 N. Tentukan besar gaya
gesek dan percepatan balok yang terjadi.
(b) Orang kedua kemudian memberikan gaya mendatar sebesar 350 N. Tentukan sekarang
besarnya gaya geseknya.
(c) Dari soal (b), hitunglah percepatan balok!
(d) Dari soal (b), andaikan gaya bekerja sehingga balok bergeser sejauh 2 m. Tentukan
usaha yang dilakukan oleh orang kedua tersebut.
(e) Tentukan energi yang hilang sejauh 2 m itu.
Jawab:...
4
5. Delapan bola kecil massa 1 kg dipasang
pada ujung ruji-ruji yang panjangnya 0,5 m,
massa ruji-ruji diabaikan. Jika sistem
berputar dengan kecepatan sudut 10 rad/s
terhadap sumbu rotasi (sumbu z).
a. Hitung momen inersia sistem
b. Hitung momentu sudut sistem
Y
X
Jawab:...
5
6. Perhatikan tiga sistem pegas massa berikut! Semua massa dan konstanta pegas bernilai
sama, masing-masing 200 gram dan 10 N m. Anggap pegas memenuhi hukum Hooke.
(a)
Bila ketiga sistem ditarik dengan simpangan yang sama, manakah yang
memberikan gaya pulih terbesar dan terkecil?
(b)
Bila ketiga sistem diberi simpangan sama 5 cm, hitunglah energi
potensial maksimum yang dapat dihasilkan dari masing-masing sistem.
(c)
Tentukan frekuensi getar dari masing-masing sistem apabila terjadi
getaran selaras.
(i)
(ii)
(iii)
Jawab:
6
7. Sebuah ketel masak yang dipanaskan
berisi air 10 kg dan es yang massanya
tidak diketahui, bersuhu 0oC pada saat t =
0. Suhu campuran berubah terhadap waktu
dan hasilnya dapat dilihat pada grafik di
samping. Selama 5 menit pertama suhu
tetap 0oC. Dari 5 menit ke 6 menit, suhu
naik 2oC. Jika kapasitas panas ketel
diabaikan, hitung massa es mula-mula.
Jawab:...
7
8. Data berikut menampilkan data-data bayangan yang dibentuk oleh dua lensa positif.
Lensa
1
2
Jarak Benda (cm)
10
10
Jarak Bayangan (cm)
30
10
Sifat Bayangan
Tegak
Terbalik
a. Hitunglah panjang fokus kedua lensa!
b. Kedua lensa tersebut dianggap sebagai lensa tipis dan digabungkan. Tuliskan
persamaan lensa gabungan.
c. Hitunglah panjang fokus lensa gabungan ini!
d. Bila sebuah benda diletakkan 10 cm di depan lensa gabungan, tentukan jarak
bayangan dan sifat bayangan yang terbentuk.
Jawab:...
8
9. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut.
Tentukan beda potensial antara titik b dan c.
Tentukan kuat arus yang melewati hambatan
R1, R2, dan R3.
2=2 V
R2=2 
b
1=1 V
R3=3 
c
Jawab:...
R1=1 
9
10. Sebatang kawat panjang 0,5 m berada dalam medan magnet 0,4 T dan bergerak dengan
kecepatan 20 m/s. Tentukan GGL induksi yang timbul jika arah gerak kawat membentuk
sudut 30o terhadap arah medan magnet.
Jawab:...
10