HAK CIPTA DILINDUNGI UNDANG-UNDANG SOAL SELEKSI OLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATEN/KOTA 2014 CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2015 Bidang Fisika Waktu : 180 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 1. (10 poin) Sebuah benda bergerak sepanjang sumbu x dimana posisinya sebagai fungsi dari waktu t dapat dinyatakan dengan kurva seperti terlihat pada gambar samping (x dalam meter dan t dalam detik). a- kecepatan sesaat di titik D b- kecepatan awal benda c- kapan benda dipercepat ke kanan 2. (10 poin) Dua mobil A dan B bergerak melalui jalan yang sama dan berangkat dari titik awal yang sama secara bersamaan. Kurva mobil B kecepatan v kedua mobil sebagai fungsi waktu t diberikan pada gambar di samping. mobil A (a) persamaan jarak tempuh A dan B sebagai fungsi dari waktu (b) kapan dan di mana mobil A berhasil menyusul mobil B. (c) sketsa kurva posisi kedua mobil terhadap waktu dalam satu gambar. Ambil selang waktu sejak kedua mobil berangkat hingga sesaat setelah mobil A menyusul mobil B. (d) Jika setelah menempuh jarak 60 m mobil A melambat dengan besar perlambatan yang sama dengan besar percepatan ketika awal perjalanan, kapan dan di manakah mobil B berhasil menyusul kembali mobil A? Halaman 2 dari 5
3. (12 poin) Sebuah bola dilepaskan pada ketinggian h dari permukaan bidang miring yang memiliki sudut kemiringan terhadap horisontal (lihat gambar). Sesampainya di permukaan bidang miring, bola memantul-mantul secara elastik. Bidang miring dianggap sangat panjang. Hitung (nyatakan dalam h dan ): a. waktu tempuh bola antara pantulan pertama dan kedua, b. jarak antara pantulan pertama dan kedua. h 4. (12 poin) Sebuah roda bermassa m, dan jarijari r dihubungkan dengan pegas tak k m bermassa yang memiliki konstanta pegas k, seperti ditunjukkan pada gambar. Roda itu berotasi tanpa slip diatas lantai. Titik pusat r x = 0 massa roda berosilasi secara harmonik pada arah horizontal terhadap titik seimbang di x = 0. a. Energi total dari sistem ini b. Frekuensi osilasi dari sistem ini 5. (12 poin) Sebuah bola berada di atas sebuah tiang vertikal (lihat gambar). Tiba-tiba bola tersebut pecah menjadi dua bagian. Satu bagian terpental mendatar ke kiri dengan kecepatan 3 m/s dan satu bagian lagi terpental ke kanan dengan kecepatan 4 m/s. Pada kondisi tertentu vektor kecepatan dari dua pecahan tersebut saling tegak lurus. Hitung (ambil harga g = 10 m/s 2 ): a. waktu yang dibutuhkan setelah tumbukan hingga kondisi itu tercapai, b. jarak antara kedua pecahan itu saat kondisi diatas terjadi. Halaman 3 dari 5
6. (20 poin) Sebuah batang tegar tak bermassa dengan panjang L memiliki dua buah titik massa di ujung batang A dan B masing-masing dengan massa m. Sistem mula-mula diam pada suatu permukaan datar licin, dimana batang AB membentuk sudut terhadap garis horisontal AC. Sebuah titik massa C dengan massa m menumbuk titik massa A secara elastik dengan kecepatan awal v 0. Setelah tumbukan, C bergerak dengan kecepatan v 0 ' berlawanan arah mula-mula, sedangkan gerakan batang AB dapat dinyatakan dalam bentuk kecepatan pusat massa massa. V cm dan rotasi dengan kecepatan sudut terhadap pusat a. Tentukan V cm, dan v 0 ' dinyatakan dalam, L dan v 0. b. Tentukan sudut masing-masing untuk kasus: (i) V cm bernilai maksimum, (ii) bernilai maksimum, (iii) v 0 ' bernilai maksimum atau minimum. Kemudian jelaskan gerakan benda masing-masing setelah tumbukan untuk setiap kasus tersebut. L 7. (12 poin) Sebatang tongkat homogen panjang l dan massa m digantungkan pada sebuah poros yang melalui suatu lubang kecil A di ujung tongkat bagian atas. Tongkat diberi impuls dari sebuah gaya ke arah kanan pada suatu titik berjarak d dari poros tadi. Agar setelah dipukul, tongkat dapat berotasi mengelilingi titik A, tentukan: a. jarak d minimum (nyatakan dalam l), b. periode osilasinya, jika tongkat kemudian berosilasi, c. jika tongkat tersebut kita anggap sebagai sebuah bandul matematis, tentukan panjang tali dari bandul matematis tersebut agar menghasilkan periode osilasi yang sama dengan jawaban b) diatas. Halaman 4 dari 5
8. (12 poin) Sebuah tangga pejal homogen dengan massa m dan panjang l bersandar pada dinding licin dan berada di atas lantai yang juga licin. Mula-mula tangga itu ditempatkan HAMPIR menempel dengan dinding dan dalam keadaan diam. Setelah dilepas, tangga itu pada bagian atasnya merosot ke bawah, dan tangga bagian bawah bergerak ke kanan, seperti ditunjukkan pada gambar disamping. a. kecepatan pusat massa dari tangga tersebut selama bergerak, b. sudut (sudut antara tangga terhadap dinding) dimana kecepatan pusat massa komponen horizontal mencapai maksimum, c. kecepatan maksimum pusat massa komponen horizontal. === Selamat mengerjakan, semoga sukses === Halaman 5 dari 5