OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012 BIDANG ILMU FISIKA

Transkripsi

1 OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012 BIDANG ILMU FISIKA SELEKSI TIM INDONESIA untu IPhO 2013 SOAL TES TEORI KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS TAHUN 2012

2 KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012 BIDANG ILMU FISIKA SELEKSI TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA UNTUK INTERNATIONAL PHYSICS OLYMPIAD (IPhO) TAHUN 2013 PETUNJUK TES TERTULIS TEORI: 1. Tulisan Nomor Peserta Anda pada tempat yang telah disediaan di setiap lembar jawaban. 2. Soal terdiri dari 5 buah soal esay. Watu mengerjaan tes total 5 jam tanpa istirahat. 3. Total sore nilai teori adalah 80 dan untu setiap nomor soal nilainya berbeda sebagaimana telah tertulis di setiap awal soal. 4. Peserta diharusan menulisan jawabannya pada lembar jawaban yang terpisah untu setiap nomor soal yang berbeda. Jangan menulisan dua nomor jawaban atau lebih pada satu lembar jawaban yang sama. 5. Gunaan ballpoint untu menulis jawaban Anda dan jangan gunaan pinsil. 6. Peserta tida diperenanan menggunaan alulator. 7. Peserta dilarang meninggalan ruangan hingga watu tes selesai. Halaman 2 dari 5

3 Soal Tes Teori Watu: 5 Jam 1- (20 poin) Sebuah pipa silinder yang sangat besar (dengan penampang lintang berbentu lingaran berjari-jari R) terleta di atas tanah. Seorang ana ingin melempar sebuah bola tenis dari titi A sehingga dapat melewati pipa silinder tersebut untu ahirnya jatuh di titi C tanpa terjadi/mengalami tumbuan maupun pantulan dengan dinding pipa. Tujuan tersebut dapat dicapai dengan mengatur besar dan arah ecepatan pelemparan (v) sedemiian rupa dengan sudut elevasi () tertentu. Tampa dengan jelas bahwa tinggi punca lintasan B yang diuur dari titi pusat pipa silinder hanya diperenanan mencapai satu nilai masimum h = h mas agar lintasan bola tepat hanya menyinggung permuaan pipa (lihat gambar), yaitu dengan ondisi v = v min dan = min. Abaian gesean udara. Tentuan: a) besar elajuan pelemparan v sebagai fungsi h. b) besar h mas. c) besar v min dan min. d) besar L, yaitu jara loasi titi pelemparan (titi A) dari titi singgung pipa dengan tanah (titi D) yang menjamin bola sampai e titi C sebagaimana dipersyaratan di atas. y B h x v R A L D C Halaman 3 dari 5

4 2- (12 poin) Sebuah batang homogen M = L dengan L l M, L dan masing-masing adalah massa batang, m M panjang batang dan erapatan massa batang. Batang tersebut ditopang oleh dua buah pegas identi dengan onstanta pegas, pada jara x dari lantai. Pada ujung batang sebelah iri diberi simpangan ecil, emudian setelah itu dilepas. Ada dua modus vibrasi Lantai dari sistem ini, yaitu (1) masing-masing ujung batang bervibrasi secara bersamaan, dan (2) edua ujung batang bervibrasi secara berlawanan, ujung iri bervibrasi e atas dan ujung anan bervibrasi e bawah (dan juga sebalinya). Tentuan: a) freuensi vibrasi dari edua modus tersebut. b) freuensi vibrasi dari edua modus tersebut, jia di ujung batang itu ditempeli sebuah benda bermassa m dan diperlauan sama seperti sebelumnya (diberi simpangan ecil). 3- (15 poin) Sebuah pesawat ruang angasa diiriman untu menyelidii suatu planet yang bermassa pada jara m dan berjari-jari r. Ketia pesawat melayang ta bergera di ruang angasa P P 5 rp dari pusat massa planet, pesawat meluncuran paet alat dengan ecepatan v 0. Paet tersebut memilii massa m1 yang jauh lebih ringan daripada massa pesawat ruang angasa. Paet diluncuran pada sudut elevasi terhadap garis radial diantara pusat massa planet dan pesawat ruang angasa. Tentuan: a) ondisi momentum sudut paet terhadap pusat massa planet; b) ecepatan paet etia tepat menyinggung permuaan planet sebagai fungsi dari sudut ; c) besar sudut agar paet dapat menyinggung permuaan planet. v 0 r P m 1 m P Halaman 4 dari 5

5 4- (18 poin) Sebuah bola A menggelinding tanpa slip dengan laju v mendeati bola B yang sedang diam pada suatu permuaan datar yang asar dengan oefisien gese s dan Kedua bola identi dan massa bola masing-masing adalah m. Selama proses tumbuan, impuls gaya gese sangat ecil sehingga dapat diabaian dan tumbuan terjadi secara elasti sempurna. Kemudian, dietahui sesaat setelah tumbuan, edua bola menggelinding dengan slip dan pusat massa edua bola segaris. Bila setelah bertumbuan, dalam selang watu tertentu emudian edua bola aan menggelinding tanpa slip, maa tentuan: a) selang watu edua bola bergera dengan slip, b) ecepatan masing-masing bola setelah tumbuan, etia edua bola telah bergera menggelinding tanpa slip, c) energi sistem yang hilang jia energi mula-mula adalah E 0 (nyataan dalam E o ).. 5- (15 poin) Tinjau suatu sistem yang tersusun atas dua lempeng logam identi, masing-masing dengan luas permuaan A, yang bila dalam eadaan setimbang atau netral (tanpa bermuatan listri) edua lempeng tersebut terpisah satu sama lain sejauh h. Seperti tampa dalam gambar, lempeng bagian bawah dibuat tida dapat bergera. Lempeng bagian atas diaitan dengan sebuah pegas (dengan onstanta pegas ) yang digantung pada titi tetap. Bila edua lempeng diberi beda potensial V, hitung (dinyataan dalam A, h, V atau ): a) gaya listri yang terjadi antar edua lempeng; b) jara antar edua lempeng setelah diberi beda potensial V; c) besar beda potensial masimum edua lempeng yang menjamin edua lempeng tida dapat saling bersentuhan. ===== Selamat beerja, semoga suses!!! ===== Halaman 5 dari 5