Jadi F = k ρ v 2 A. Jika rapat udara turun menjadi 0.5ρ maka untuk mempertahankan gaya yang sama dibutuhkan

dokumen-dokumen yang mirip
SOLUSI. m θ T 1. atau T =1,25 mg. c) Gunakan persaman pertama didapat. 1,25 mg 0,75mg =0,6 m 2 l. atau. 10 g 3l. atau

Sekolah Olimpiade Fisika davitsipayung.com

2 H g. mv ' A, x. R= 2 5 m R2 ' A. = 1 2 m 2. v' A, x 2

! 2 H g. &= 1 2 m 2 SOLUSI OSN A. Waktu bola untuk jatuh diberikan oleh : t A= Jarak d yang dibutuhkan adalah d =v 0 g

Karena massa katrol diabaikan maka 2T 1. -nya arah ke bawah. a 1. = a + a 0. a 2. = m m ) m 4 mm

a. Tentukan bentuk akhir dari tiga persamaan di atas yang menampilkan secara eksplisit

UM UGM 2016 Fisika. Soal. Petunjuk berikut dipergunakan untuk mengerjakan soal nomor 01 sampai dengan nomor 20.

Kumpulan soal-soal level Olimpiade Sains Nasional: solusi:

B C D E... 2h g. =v 2h g T AB. B, y. = 2 v' =2e v 2h T BC

Jawaban OSK v ~ F (m/l) v = F a m b l c (nilai 2) [L][T] -1 = [M] a [L] a [T] -2a [M] b [L] c. Dari dimensi M: 0 = a + b a = -b

Xpedia Fisika. Mekanika 02

FIsika KTSP & K-13 MOMENTUM DAN IMPULS. K e l a s A. PENGERTIAN GERAK PARABOLA

FISIKA GERAK PARABOLA

MATA KULIAH : FISIKA DASAR (4 sks) GERAK BENDA DALAM BIDANG DATAR DENGAN PERCEPATAN TETAP

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

h maks = tinggi maksimum X maks = Jauh maksimum

1 Posisi, kecepatan, dan percepatan

SELEKSI OLIMPIADE NASIONAL MIPA PERGURUAN TINGGI (ONMIPA-PT) 2014 TINGKAT UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA BIDANG FISIKA

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016 TINGKAT KABUPATEN / KOTA FISIKA.

1. a) Kesetimbangan silinder m: sejajar bidang miring. katrol licin. T f mg sin =0, (1) tegak lurus bidang miring. N mg cos =0, (13) lantai kasar

SMA JENJANG KELAS MATA PELAJARAN TOPIK BAHASAN XI (SEBELAS) FISIKA GERAK HARMONIK

Uji Kompetensi Semester 1

1. (25 poin) Sebuah bola kecil bermassa m ditembakkan dari atas sebuah tembok dengan ketinggian H (jari-jari bola R jauh lebih kecil dibandingkan

Dengan substitusi persamaan (1.2) ke dalam persamaan (1.3) maka kedudukan x partikel sebagai fungsi waktu dapat diperoleh melalui integral pers (1.

Contoh Soal dan Pembahasan Dinamika Rotasi, Materi Fisika kelas 2 SMA. Pembahasan. a) percepatan gerak turunnya benda m.

Gerak Dua Dimensi Gerak dua dimensi merupakan gerak dalam bidang datar Contoh gerak dua dimensi : Gerak peluru Gerak melingkar Gerak relatif

METHODIST-2 EDUCATION EXPO 2016

Pelatihan Ulangan Semester Gasal

PETUNJUK UMUM Pengerjaan Soal Tahap 1 Diponegoro Physics Competititon Tingkat SMA

Jika sebuah sistem berosilasi dengan simpangan maksimum (amplitudo) A, memiliki total energi sistem yang tetap yaitu

PHYSICS SUMMIT 2 nd 2014

SOAL TEST SELEKSI OSN 2006 TINGKAT KABUPATEN FISIKA SMA 120 MENIT

Soal-Jawab Fisika Teori OSN 2013 Bandung, 4 September 2013

UJIAN NASIONAL TP 2009/2010

Pembina Olimpiade Fisika davitsipayung.com 1. Besaran dan analisis dimensi

Jawaban Soal OSK FISIKA 2014

GERAK PELURU PENGERTIAN PERSAMAAN GERAK PELURU. Kecepatan awal pada sumbu x. v 0x = v 0 cos α. Kecepatan awal pada sumbu y.

BAB MOMENTUM DAN IMPULS

p da p da Gambar 2.1 Gaya tekan pada permukaan elemen benda yang ter benam aliran fluida (Mike Cross, 1987)

GAYA GESEK. Gaya Gesek Gaya Gesek Statis Gaya Gesek Kinetik

PEMBAHASAN SOAL UJIAN NASIONAL SMA MATA PELAJARAN FISIKA TAHUN 2016/2017 (SOAL NO )

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

v adalah kecepatan bola A: v = ωr. Dengan menggunakan I = 2 5 mr2, dan menyelesaikan persamaanpersamaan di atas, kita akan peroleh: ω =

Latihan I IMPULS MOMENTUM DAN ROTASI

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

Bidang Fisika yg mempelajari tentang gerak tanpa mengindahkan penyebab munculnya gerak dinamakan Kinematika.

PETUNJUK KHUSUS PETUNJUK

PEMBAHASAN SOAL UJIAN NASIONAL SMA MATA PELAJARAN FISIKA TAHUN 2016/2017

LATIHAN USAHA, ENERGI, IMPULS DAN MOMENTUM

SOAL SELEKSI OLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATEN/KOTA 2017 CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2018

BAB 3 DINAMIKA GERAK LURUS

FISIKA XI SMA 3

PENGETAHUAN (C1) SYARIFAH RAISA Reguler A Tugas Evaluasi

Kinematika Gerak KINEMATIKA GERAK. Sumber:

SOAL SELEKSI OLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATEN/KOTA 2015 CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2016

SOAL DINAMIKA ROTASI

Modul Praktikum Fisika Matematika: Mengukur Koefisien Gesekan pada Osilasi Teredam Bandul Matematika.

Treefy Education Pelatihan OSN Online Nasional Jl Mangga III, Sidoarjo, Jawa WhatsApp:

BAB 3 DINAMIKA. Tujuan Pembelajaran. Bab 3 Dinamika

UN SMA IPA 2017 Fisika

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN

Penghitungan panjang fetch efektif ini dilakukan dengan menggunakan bantuan peta

DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

JAWABAN Fisika OSK 2013

Dinamika Rotasi, Statika dan Titik Berat 1 MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

momen inersia Energi kinetik dalam gerak rotasi momentum sudut (L)

SMA/MA PROGRAM STUDI IPA/MIPA FISIKA

1 Posisi, kecepatan, dan percepatan

MEKANIKA UNIT. Pengukuran, Besaran & Vektor. Kumpulan Soal Latihan UN

(translasi) (translasi) Karena katrol tidak slip, maka a = αr. Dari persamaan-persamaan di atas kita peroleh:

Jenis Gaya gaya gesek. Hukum I Newton. jenis gaya gesek. 1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik.

BAB USAHA DAN ENERGI I. SOAL PILIHAN GANDA

USAHA DAN ENERGI 1 USAHA DAN ENERGI. Usaha adalah hasil kali komponen gaya dalam arah perpindahan dengan perpindahannya.

Dinamika. DlNAMIKA adalah ilmu gerak yang membicarakan gaya-gaya yang berhubungan dengan gerak-gerak yang diakibatkannya.

Pilihlah jawaban yang paling benar!

Benda B menumbuk benda A yang sedang diam seperti gambar. Jika setelah tumbukan A dan B menyatu, maka kecepatan benda A dan B

3. (4 poin) Seutas tali homogen (massa M, panjang 4L) diikat pada ujung sebuah pegas

4. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan 72 km/jam. Jarak yang ditempuh selama selang waktu 20 sekon adalah...

C. Momen Inersia dan Tenaga Kinetik Rotasi

GuruMuda.Com. Konsep, Rumus dan Kunci Jawaban ---> Alexander San Lohat 1

GURUMUDA.COM. KONSEP, RUMUS DAN KUNCI JAWABAN ---> ALEXANDER SAN LOHAT 1

Antiremed Kelas 10 Fisika

MEKANIKA BESARAN. 06. EBTANAS Dimensi konstanta pegas adalah A. L T 1 B. M T 2 C. M L T 1 D. M L T 2 E. M L 2 T 1

dengan g adalah percepatan gravitasi bumi, yang nilainya pada permukaan bumi sekitar 9, 8 m/s².

Antiremed Kelas 11 FISIKA

MODUL 4 IMPULS DAN MOMENTUM

Antiremed Kelas 10 Fisika

TES STANDARISASI MUTU KELAS XI

TURBIN AIR A. TURBIN IMPULS. Roda Pelton

Bab 6 Momentum Sudut dan Rotasi Benda Tegar

Kumpulan soal-soal level seleksi provinsi: solusi:

SOAL TRY OUT FISIKA 2

SOAL DAN PEMBAHASAN FINAL SESI I LIGA FISIKA PIF XIX TINGKAT SMA/MA SEDERAJAT PAKET 1

Fisika EBTANAS Tahun 2005

Konsep Gaya Hukum Newton I Massa Gaya grafitasi dan Berat Hukum Newton III Analisa Model dengan HK Newton II Gaya gesek

SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2015 TINGKAT PROVINSI

ANTIREMED KELAS 11 FISIKA

Pertanyaan berhubungan dengan gambar di bawah ini serta pilihan yang ada.

Oleh: Tjandra Satria Gunawan

BAB iv HUKUM NEWTON TENTANG GERAK & PENERAPANNYA

Transkripsi:

Kumpulan soal-soal level seleksi Kabupaten: 1. Sebuah pesawat denan massa M terban pada ketinian tertentu denan laju v. Kerapatan udara di ketinian itu adalah ρ. Diketahui bahwa aya ankat udara pada pesawat berantun pada: kerapatan udara, laju pesawat, luas permukaan sayap pesawat A dan suatu konstanta tanpa dimensi yan berantun eometri sayap. Pilot pesawat memutuskan untuk menaikkan ketinian pesawat sedemikian sehina rapat udara turun menjadi 0.5 ρ. Tentukan berapa kecepatan yan dibutuhkan pesawat untuk menhasilkan aya ankat yan sama? (nyatakan dalam v). (Soal seleksi kabupaten 2007) Dari soal diketahui F = k ρ α v β A γ denan k adalah sebuah konstanta tanpa dimensi Dimensi aya F adalah [M][L][T] -2. Dimensi massa jenis ρ adalah [M][L] -3. Dimensi kecepatan v adalah [L][T] -1. Dimensi luas penampan A adalah [L] 2. Denan mencocokkan dimensi [M], [L], dan [T] pada kedua ruas persamaan di atas, didapat: Dimensi [M] : 1 = α Dimensi [L] : 1 = -3α + β + 2γ Dimensi [T] : -2 = - β Di dapat β = 2 α = 1 γ = 1 Jadi F = k ρ v 2 A. Jika rapat udara turun menjadi 0.5ρ maka untuk mempertahankan aya yan sama dibutuhkan kecepatan 2v = 1.41 v. 2. Sebuah perahu melaju di sebuah sunai yan menalir denan laju tertentu v. Dalam perjalanannya (yaitu saat perahu melewati titik A) perahu melewati sebuah botol yan terseret arus sunai. Satu 1 Bandun, Maret 2009

jam setelah pertemuan itu, perahu berbalik arah. Dalam perjalanan baliknya, perahu bertemu lai denan botol yan sama pada jarak 6 km dari titik A. Laju perahu relatif terhadap arus sunai selalu konstan. Hitun berapa kelajuan v air sunai? Misalnya titik dia berbalik arah adalah titik C dan titik pertemuan kedua kali adalah titik B, maka dari soal diketahui bahwa: AB = 6 km, dan t AC = 1 jam. Misalnya laju perahu relatif terhadap sunai adalah v p, maka dari informasi di atas, diketahui bahwa AC = (v + v p ). t AC, atau AC = (v + v p ). 1, (1) CB = (v p - v ). t CB, (2) AC = AB + CB, atau AC = 6 + CB, (3) AB = v. (t AC +t CB ), atau 6 = v. (1 +t CB ). (4) Gabunkan persamaan 1, 2 dan 3, didapat: (v + v p ) = (v p - v ). t CB + 6 (5) Kemudian substitusi t CB dari persamaan 4, ke persamaan 5, didapat v v p = v p v 6 v 1 6 (6) Sederhanakan, didapat v = 3 km/jam. Cara kerja kedua yan lebih pendek, tetapi memerlukan pemikiran yan lebih dalam adalah denan bekerja dalam keranka sunai. 3. Sebuah senapan diarahkan pada sudut 45 0 terhadap horizontal ke sebuah mobil yan sedan bererak denan kecepatan 72 km/jam menjauhi si penembak. Saat itu mobil berjarak 500 m (jarak AB). Hitun jarak mobil dari senapan saat peluru menenai mobil itu (panjan AC). Hitun jua kecepatan peluru! (ambil = 9.8 m/det 2 ) A 45 0 B C Ubah dulu kecepatan mobil dalam satuan SI: 72 km/jam = 20 m/det. Gerak peluru dari A ke C 2 Bandun, Maret 2009

adalah erak parabola. Waktu dari A ke C diberikan oleh t AC = 2 v A, y dalam arah y adalah v A, y =vsin 45 0 = 1 2 2v, sehina t AC= 2 v. Kecepatan peluru di A. Jarak AC diberikan oleh v A, x sin 45 0 t AC = v2. Tetapi AC jua sama denan AB + BC. Sehina didapat v 2 =500 20 2 v. Selesaikan persamaan kuadrat ini, didapat v = -57,27 m/det atau v = 85,56 m/det. Ambil akar positif, v = 85,56 m/det, sehina didapat AC = 796,43 m. 4. Perhatikan sistem di sampin. Ada benan melilit sebuah silinder dan ujun lain benan diikat ke dindin. Jarak dari titik ikat ke titik sentuh silinder denan dindin adalah L. Jari-jari silinder adalah r. Anap ada esekan antara silinder dan dindin denan koefisien esek maksimum µ Massa silinder adalah m. L θ Anap sistem setimban. Hitun berapa teanan benan T, aya normal N dan aya esek f! Hitun berapa nilai minimum µ aar kesetimbanan ini bisa tercapai! Nyatakan jawaban anda dalam variabel r, L, m dan. r (Soal seleksi kabupaten 2008) Perhatikan diaram aya di sampin kesetimbanan sumbu x : N = T sin θ. kesetimbanan sumbu y : f + T cos θ = m. jumlah torka : fr = Tr. L f N T sederhanakan f = T. hubunan sudut r m 3 Bandun, Maret 2009

sin 2 = r cos r 2 L 2 2 = L r 2 L 2 sin = 2 r L r 2 L 2 cos = L 2 r 2 r 2 L 2 dari persamaan persamaan di atas di dapat T = r 2 L 2 2 L 2 m N = r L m f = r 2 L 2 m = f 2 L 2 N = r2 L 2 2 r L Tim Olimpiade Fisika Indonesia 5. Dua balok diletakkan pada bidan mirin denan sudut kemirinan α. Massa masin-masin balok adalah dan m 2. Koefisien esekan antara bidan mirin dan kedua balok masin-masin adalah µ 1 dan µ 2. Anap koefisien esek kinetis sama denan koefisien esek statis. Hitun sudut minimum bidan mirin aar balok mulai bisa meluncur turun. Untuk kasus keadaan sudut lebih besar daripada sudut minimum ini, hitun berapa aya kontak antara kedua balok. Anap µ 1 > µ 2. m 2 α Catatan: Soal ini sebenarnya tidak sanat sederhana. Ada beberapa sudut kritis yan perlu diperhatikan. Untuk kepentinan seleksi kabupaten, sebenarnya sudut kritis yan perlu ditinjau hanya sudut kritis terakhir saja. Tetapi untuk kelenkapan pembahasan, maka di sini akan dibahas sudut-sudut kritis yan terlibat. Pertama tinjau benda 2 saja. Anap sudut α cukup kecil, sehina aya esek pada benda 2 belum mencapai maksimum. Akibatnya aya berat m 2 dalam arah y hanya ditahan oleh esekan f 2 saja. Akibatnya aya kontak F antara benda 1 dan benda 2 masih nol. Persamaan kesetimbanan benda 2: dalam arah y: N 2 - m 2 cos α = 0, 4 Bandun, Maret 2009

dalam arah x: m 2 sin α - f 2 = 0. Tim Olimpiade Fisika Indonesia Pada sudut kritis pertama α a, aya esek f 2 mencapai maksimum, yaitu µ 2 N 2. Jadi didapat Atau tan α a = µ 2. m 2 sin α a = µ 2 m 2 cos α a Pada benda 1, sudut kritis yan serupa (anap tidak ada doronan dari benda 2) dicapai pada sudut α b, denan kondisi tan α b = µ 1. Jelas bahwa α a < α b. Tetapi karena adanya benda 2, maka sudut kritis kedua ini menjadi tidak berlaku lai. Saat sudut α >α a, muncul aya kontak antara kedua benda. Gaya kontak ini dibutuhkan untuk menahan sisa aya berat benda 2 yan tidak bisa disediakan oleh esekan pada benda 2. Gaya esek pada benda 2 sudah maksimum µ 2 N 2, tetapi aya esek pada benda 1 belum maksimum. Persamaan erak benda 1: dalam arah y: N 1 - cos α = 0 dalam arah x: sin α + F - f 1 = 0. Persamaan erak benda 2: dalam arah y: N 2 - m 2 cos α = 0 dalam arah x: m 2 sin α - µ 2 m 2 cos α a - F = 0. Ketika tercapai sudut kritis berikutnya α c,aya esek pada benda 1 mencapai maksimum yaitu µ 1 N 1. Denan memasukkan ini ke dalam persamaan-persamaan di atas, didapat sin α c + m 2 sin α c = µ 1 cos α c +µ 2 m 2 cos α c. atau tan c = 1 2 m 2 m 2. Maka jika α >α c, maka benda akan bererak bersama-sama denan percepatan a. Untuk kasus ini, persamaan erak benda 1 dan 2 dalam arah x masin masin diberikan oleh: Benda 1: sin α + F - µ 1 cos α = a. Benda 2: m 2 sin α - µ 2 m 2 cos α a - F = m 2 a. Selesaikan kedua persamaan, didapat a= m 2 sin 1 2 m 2 cos m 2 dan F = 1 2 m 2 cos m 2 5 Bandun, Maret 2009

Jelas bahwa solusi ini menharuskan µ 1 > µ 2, seperti disyaratkan pada soal, karena jika tidak F < 0. 6. Sebuah partikel A bermassa m menumbuk partikel B yan diam. Massa partikel B adalah M. Partikel A kemudian menyimpan denan sudut 90 0, sedankan partikel B menyimpan denan sudut 30 0 terhadap erakan awal partikel A. Berapa persen perubahan eneri kinetik sistem setelah tumbukan jika M/m = 5.0? Dalam soal ini, momentum linear sistem dalam arah x dan y kekal. Gunakan variabel berikut: partikel A datan denan kecepatan awal u, kecepatan A setelah tumbukan adalah v A, dan kecepatan B setelah tumbukan adalah v B. Hukum kekekalan momentum dalam arah x: mu = Mv B cos 30 0, Hukum kekekalan momentum dalam arah y: 0 = mv A - Mv B sin 30 0. Dari dua hubunan ini, didapat v B = m u M cos 30 0 dan v A =u tan 30 0 Perbandinan eneri kinetik akhir terhadap eneri kinetik awal 1 EK ' EK = 2 m v A Jadi eneri kinetik yan hilan adalah 40%. 2 1 2 M v 2 B =tan 2 30 0 1 2 mu2 m M cos 2 30 =60 % 0 7. Tentukan percepatan masin-masin benda yan ditunjukkan pada ambar Jika nilai, m 2 dan θ diberikan. Abaikan esekan. (Soal seleksi kabupaten 2006) a 2 m 2 a 1 θ a 1 Dari eometri, bisa diperoleh tan 2 = a 1 a 2 Gaya yan bekerja pada sisi mirin m 2 menarah teak lurus permukaan mirin ini (aya normal). 6 Bandun, Maret 2009

Persamaan erak diberikan oleh N cos 2 = a 1 Persamaan erak m 2 diberikan oleh m 2 2 N sin 2 =m 2 a 2 Denan menyelesaikan ketia persamaan ini, didapat a 2 = m 2 2 tan 2 2 m 2 dan m a 1 = 2 2 tan 2 m cot 2 2 8. Sebuah aya yan tidak diketahui besarnya, F, dikerjakan pada ujun sebuah tapi seperti pada ambar, sehina titik A turun sejauh x diukur relatif terhadap lantai. Konstanta peas untuk kedua peas sama, yaitu k. Tentukan besarnya F. Pertama anap ada aya F yan diketahui besarnya. Teanan tali baian bawah akan menjadi sama denan F. Tetapi karena ada 2 teanan tali pada sisi katrol, maka teanan tali atas menjadi 2F. Pertambahan panjan peas atas adalah 2F/k. Pertambahan panjan peas bawah adalah F/k. Akibat penambahan panjan peas atas, titik A akan turun sejauh 4F/k. Akibat penambahan panjan peas bawah, titik A akan turun sejauh F/k. Gabunan kedua efek ini memberikan pertambahan panjan sebesar 5F/k. k k A F Jadi atau x = 5F/k, F = 5 kx. 9. Sebuah bola denan jari jari r (momen A inersia = 2/5 mr 2 ) menelindin turun dari C sebuah lintasan bidan mirin seperti pada ambar. Berapakah ketinian minimum h (dihitun dari pusat bola saat di A ke pusat bola saat berada di posisi terendah B) aar bola ini bisa melewati titik C? Jari-jari h B R 7 Bandun, Maret 2009

lintasan linkaran adalah R. Tim Olimpiade Fisika Indonesia Aar bisa persis melewati C, maka aya normal di C harus nol. Akibatnya aya yan menyediakan percepatan sentripetal hanyalah aya ravitasi. Persamaan aya di titik C: m v 2 C R r =m. sehina nilai kecepatan di C adalah v C = R r. Eneri kinetik di C terdiri dari eneri translasi ditambah eneri kinetik rotasi: EK = 1 2 m v 2 C 1 2 2 5 mr 2 2 C = 7 10 m v 2 C Eneri potensial di C (ambil bahwa eneri potensial bola saat berada di B adalah 0) = 2 m (R-r) Eneri total di C (ambil acuan di B) = E= 27 10 m R r. Eneri potensial mula mula di A= eneri total di A: mh. Berdasarkan hukum kekekalan eneri, didapat h = 2,7 (R-r) 10.Hitun periode osilasi sistem di bawah ini. Abaikan semua esekan. Anap massa katrol nol. Anap sistem berada pada keadaan kesetimbanan. Jika massa m turun sejauh x, maka peas bertambah panjan sebanyak x/2. Maka aya pada peas adalah kx/2. Karena katrol tidak bermassa, maka aya pada tali adalah setenah dari aya pada peas, yaitu kx/4. Sehina besarnya aya pulih hanyalah kx/4. Denan membandinkan aya pulih ini denan aya pulih pada sistem massa peas sederhana maka dapat disimpulkan bahwa secara efektif, konstanta peas hanyalah k/4. k m Periode osilasi diberikan oleh T =2 4 m k. 8 Bandun, Maret 2009