Sekolah Olimpiade Fisika

Transkripsi

1 SOLUSI SIMULASI OLIMPIADE FISIKA SMA Agustus 06 TINGKAT KABUPATEN/KOTA Waktu : 3 ja Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co

2 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co Dua orag aak earik sebuah balok. Pada suatu waktu ditujukka dala diagra, kecepata asig-asig aak searah tali saa dega v da v. Kedua tali ebetuk sudut dega satu saa lai. Pada saat itu, berapa kecepata balok? v balok v Solusi : Misalka kecepata balok v ebetuk sudut α terhadap kecepata aak v. Kopoe kecepata v terhadap tali saa dega kecepata v da v. v vcos v vcos vcos cos vsi si Selajutya, kita peroleh vsi v cos v v cos v v Jadi, v v cos v v si v v v vv cos si. Tiga buah silider kecil dihubugka dega batag riga, di aa ada egsel dekat pusat silider, supaya sudut atara batag dapat berubah. Mula-ula sudut atara batag adalah siku-siku. Dua silider berassa asig-asig berada di pucak da di perukaa latai, satu laiya berassa 4 berada di perukaa latai. Abaika seua geseka. Hitug percpata silider yag lebih berat sesaat setelah siste ulai bergerak dari keadaa dia. OSK Siulasi Olipiade Fisika

3 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co 4 Solusi : Huku Newto pada asig-asig silider sebagai berikut : T cos 45 4a 0 T cos45 a T cos 45 T cos 45 a3 0 0 g T si 45 T si 45 a3 y a 3 a T a 3y T 4 a Gabuga ke epat persaaa di atas eghasilka 4a a a y a a a g Kita ebutuhka dua persaaa tabaha utuk eyelesaika persaaa di atas. Kita guaka hubuga kieatika atara asig-asig beda. Silider selalu terikat pada batag sehigga percepata asig-asig silider sejajar batag harus saa. a a a 3y 3 a a a 3 3y Gabuga epat persaa terakhir eberika hasil g a 9 OSK Siulasi Olipiade Fisika

4 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co 3. Sebuah pedulu terdiri dari bola kecil berassa da tali pajagya l dilepaska dari keadaa dia pada posisi horizotal. Sebuah paku jarakya d di bawah poros eyebabka bola egeliligi paku. Hitug jarak d dala besara l agar bola berhasil eubuk paku. l d Solusi : Beda ula-ula berada di titik A. Bola euju paku saat tali kedor di titik B da keudia bola eubuk poros di titik C. A l v B y d l-d B C g Pilih acua eergi potesial ol di dasar litasa bola. Kekekala eergi ekaik di titik A da di titik B: gl g l d ( si ) v B Kita aka edapatka ilai ilai da parabola bola di titik B. Diaika gerak eligkar bola di titik B: vb g si T l d Tali kedur di titik B sehigga tegaga tali saa dega ol, T=0. v g l d si B vb dari aalisa gerak eligkar da gerak Tijau gerak parabola bola dari titik B ke titik C. Pilih pusat koordiat kartesia di titik B. Bola eubuk poros di titik C l dcos, l d Gerak pada subu : v si t 0 t t sipada C. OSK Siulasi Olipiade Fisika

5 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co l dcos v si t t C B l dcos v si B Gerak bola pada subu y : y vb cost gt l d si vb costc gtc Substitusika t C utuk edapatka : g l d cos vb si g l d cos g l d si si ta Kita aka edapatka bahwa : si 3 3 vb 3 g l d 3 Nilai d : gl g l d ( si ) vb gl g l d ( 3) 3 g l d 3 3 d 3 3 l 0,64l C 4. Dua pegas asig-asig eiliki kostata pegas k da 3k. Pajag kedua pegas tapa regag adalah l. Salah satu ujug ujug pegas diikatka pada didig da ujug laiya diikatka pada sebuah partikel berassa. Partikel ditaha dia da pajag ula-ula asig-asig pegas adalah l seperti ditujukka pada gabar. Partikel dilepaska da keudia partikel bergerak bolak-balik dala arah horizotal. Tetuka kecepata aksiu partikel setelah dilepaska. OSK Siulasi Olipiade Fisika

6 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co l l k 3k Solusi: Pertaa-taa kita eetuka titik setibag partikel. Misalka posisi setibag partikel berjarak = 0 di sebelah kaa posisi ula-ula partikel =0. Posisi setibag partikel : 3k l k l 0 l 0 0 Huku II Newto pada partikel. 4k 4k Kecepata aksiu partikel di titik setibag adalah 4k 4k l k vaks A l 5. Sebuah siste pegas-dubbell terdiri atas dua bola berassa da sebuah pegas dega kostata pegas k. Dua dubbell elucur salig edekat, asig-asig eiliki kecepata v 0. Pada suatu waktu jarak atara kedua dubbell adalah L. Berapa laa lagi jarak kedua dubell saa dega L? v 0 L v 0 Solusi: Bola kiri dubbell eiliki kecepata v sesaat setelah ditubuk bola palig kiri. Kecepata pusat assa dubbell ulai bergerak adalah v p = v/. Setelah dubbell bergerak, kedua bola aka berosilasi terhadap pusat assa dubbell dega periode OSK Siulasi Olipiade Fisika

7 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co T k. Pusat assa harus bergerak setegah periode dala keragka acua pusat assa, bola dubbell kaa bergerak v/ ke kaa da dala lab kecepataya v da bola kiri dubbell dia. L v p T L v k L v k 6. Perukaa sebuah eja horizotal dibagi ejadi dua bagia yag eiliki kekasara perukaa yag berbeda. Sebuah piriga tipis hooge berputar searah putra jaru ja terhadap subu putar elalui pusat assaya. Koefisie gesek atara piriga da dua sisi eja berturut-turut adalah μ da μ (μ > μ ), seperti ditujukka pada gabar. Mula-ula, pusat assa piriga diletakka tepat di garis yag eisahka sisi perukaa eja. Percepata gravitasi bui kosta g. Hitug besar da arah percepata ula-ula pusat piriga. μ μ Solusi : Metode : Misalka assa piriga adalah M da radiusya R. Tijau bagia piriga berupa ligkara dega dega radius r da assa ligkara ejadi =πr. Tijau busur ligkara dega pajag l k. Massa busur ligkara adalah k = ( l/πr ). Tijau dua bagia l dala sisi kaa piriga. OSK Siulasi Olipiade Fisika

8 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co μ μ f k f k Kopoe gaya gesek pada arah horizotal aka salig eghilagka karea besarya saa tetapi arahya berlawaa. Gaya gesek bagia ligkara piriga adalah F f si k k k l g l r k r g r g k r gsik si k Perhatika bahwa l k si k adalah proveksi busur ligkara terhadap vertikal saa dega diaeter. Gaya gesek total pada sisi kaa piriga adalah Fkaa Fk Mg Gaya gesek total pada sisi kiri piriga adalah Fkiri Mg Gaya total yag bekerja pada piriga adalah Mg Ftotal Fkaa Fkiri Percepata piriga adalah F a M g Percepata piriga vertikal ke depa. OSK Siulasi Olipiade Fisika

9 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co Metode : Misalka luas piriga adalah A= πr da assa piriga adalah M. Gaya oral dn bekerja pada elee piriga da = rdrd adalah da Mg dn Mg rdrd A A Besar gaya gesek yag bekerja pada elee piriga da adalah da Mg df dn Mg rdrd A A Gaya gesek berlawaa dega vektor kecepata beda, df dn ˆ Mg rdrd si i ˆ cos ˆ j A Gaya gesek pada sisi kaa piriga, R Mg f rdrdsii ˆ cos ˆj A 0 R Mg ˆ j A Gaya gesek pada sisi kiri piriga, R Mg f rdrdsii ˆ cos ˆj A 0 R Mg A Gaya total yag bekerja pada piriga, F f f R Mg ˆj A Mg ˆj Percepata piriga adalah F a f f g ˆj OSK Siulasi Olipiade Fisika

10 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co Percepata piriga ke depa searah subu y positif karea μ > μ. y μ μ 7. Sebuah partikel berassa bergerak dega kecepata v 0 euju sebuah togkat berassa da pajag l. Togkat ula-ula dala keadaa dia da arah gerak partikel tegak lurus terhadap togkat. Partikel eubuk togkat pada jarak dari pusat assa togkat. Partikel eepel pada togkat setelah tubuka. Hituglah agar eergi siste yag hilag iiu. v 0 l Solusi: Kecepata pusat assa batag setelah tubuka diperoleh egguaka kekekala oetu liier: v v p v 0 p v p Setelah partikel eepel pada togkat, pusat assa siste berjarak / pusat batag. Moe iersia siste terhadap pusat assa siste : l I p l OSK Siulasi Olipiade Fisika

11 Sekolah Olipiade Fisika davitsipayug.co Kekekala oetu sudut terhadap pusat assa siste : v0 I p l v0 l l l v0 Eergi yag hilag selaa proses tubuka: EK EK EK awal akhir v0 vp I Selajutya buktika bahwa eergi yag hilag iiu ketika l ==== Mecetak Siswa Geerasi Eas Idoesia ==== OSK Siulasi Olipiade Fisika