KETENTUAN UMUM 1. Periksa terlebih dahulu bahwa jumlah soal Saudara terdiri dari 8 (tujuh) buah soal 2. Waktu total untuk mengerjakan tes ini adalah 3 jam atau 180 menit 3. Peserta diperbolehkan menggunakan kalkulator 4. Peserta dilarang meminjam dan saling meminjamkan alat-alat tulis 5. Tulislah tahapan pengerjaan saudara di kertas yang telah disediakan 6. Tulislah jawaban final saudara didalam kotak jawaban yang telah disediakan. 7. Setiap nomor soal yang berbeda harap dikerjaan di lembar jawaban yang terpisah. Apabila tidak mencukupi, tahapan pengerjaan dapat dilanjutkan dibalik jawaban sebelumnya, namun jawaban final tetap WAJIB ditulis dalam kotak jawaban yang disediakan. 8. Jangan lupa menuliskan nama saudara dan identitas lainnya pada bagian bawah setiap lembar jawaban yang saudara gunakan 9. Usahakan jangan sampai ada lembar jawaban yang kosong. Lakukan setiap tahap yang bisa saudara kerjakan. Karena setiap tahap pengerjaan akan diperhitungkan. 10. Meskipun sudah selesai mengerjakan semua jawaban, saudara tidak boleh meninggalkan ruangan tes hingga waktu tes berakhir. No. Peserta Asal Sekolah
Soal Penyisihan SMA Se-Indonesia PHYSICS SUMMIT 2nd 2014 1. (10 point) Tentukan percepatan masing-masing benda yang ditunjukkan pada gambar. Abaikan gesekan. No. Peserta Asal Sekolah
2. (10 point) Perhatikan sistem di samping. Sebuah massa m diikat dengan dua tali ke sebuah tongkat vertikal. Panjang tali yang miring adalah l. Tali kedua dalam keadaan horizontal (mendatar). Sistem diputar dengan suatu kecepatan sudut ω terhadap sumbu putar/tongkat vertikal sedemikian sehingga kedua tali mempunyai tegangan yang sama besarnya. Sudut antara kedua tali adalah θ (ambil sin θ = 0,8). a. (2 point) Gambar diagram gaya pada benda m. b. (5 point) Berapakah besar tegangan tali? Nyatakan dalam mg. c. (3 point) Berapakah kecepatan sudut ω yang memberikan keadaan di atas. No. Peserta Asal Sekolah
Soal Penyisihan SMA Se-Indonesia PHYSICS SUMMIT 2nd 2014 3. (10 point) Sebuah peluru bermassa 10 gram bergerak ke atas dengan kecepatan 1000 m/s menumbuk lalu menembus sebuah balok melalui pusat massa balok itu. Balok yang bermassa 5 kg ini mula-mula diam. Anggap proses tumbukan sangat singkat. a) (3 point) Jika kecepatan peluru setelah menembus balok adalah 400 m/s, tentukan kecepatan balok tersebut! (2 ) b) (3 point) Tentukan tinggi maksimum yang dapat dicapai balok! (2 ) c) (4 point) Berapa energi yang hilang dalam proses tumbukan? (2 ) Anggap percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2. No. Peserta Asal Sekolah
Soal Penyisihan SMA Se-Indonesia PHYSICS SUMMIT 2nd 2014 4. (10 point) Sebuah silinder dengan jari jari r (r = 0.2 R) berosilasi bolakθ balik pada bagian dalam sebuah silinder dengan jari jari lebih besar R seperti pada gambar. R Anggap ada gesekan yang besar antara kedua silinder sehingga silinder tidak slip. Berapakah periode osilasi sistem (anggap sudut kecil). Momen inersia silinder I No. Peserta Asal Sekolah 1 2 mr 2 r
5. (25 point) Sebuah massa m 1 = 1 kg diam di permukaan kasar dengan koefisien gesek antara massa ini dengan lantai adalah µ 1. Anggap koefisien gesek statis dan koefisien gesek kinetis sama. Sebuah massa lainnya m 2 = 5 kg bergerak mendekati m 1 dari jarak s 0 = 8 m dengan kecepatan vi = 5 m/s. Tumbukan terjadi secara lenting sempurna. Koefisien gesek (statis dan kinetis) antara massa m 2 dengan lantai adalah µ 2 = 0,1. Anggap percepatan gravitasi adalah g = 10 m/s 2. a. (8 point) Tentukan kecepatan benda m 2 sebelum tumbukan (v 0 ). b. (5 point) Tentukan kecepatan masing-masing benda persis setelah tumbukan (v 1 dan v 2 ). c. (5 point) Tentukan berapa besar µ 1 agar kedua massa berhenti di tempat yang sama? d. (7 point) Dimanakah posisi kedua benda berhenti, dihitung dari titik posisi tumbukan? No. Peserta Asal Sekolah
6. (15 point) sumbu Sebuah tongkat homogen dengan panjang l dan massa m rotasi berotasi pada sumbu yang terletak pada salah ujungnya. Anggap tidak ada gesekan. Batang dilepas dari posisi horizontal dari keadaan diam. Saat batang berada pada keadaan vertikal, batang menumbuk sebuah bola dengan massa M yang diam. Tumbukan yang terjadi tidak lenting sama sekali. a. (2 point) Tentukan momen inersia batang terhadap sumbu rotasi! (nyatakan dalam m dan l) b. (2 point) Dari hukum kekekalan energi, tentukan energi total batang mula-mula! c. (2 point) Tentukan juga energi total batang sesaat setelah tumbukan! d. (2 point) Tentukan kecepatan sudut batang sesaat sebelum tumbukan! e. (2 point) Momentum sudut sistem tersebut kekal, tentukan momentum sudut mulamula dan momentum sudut akhir sistem tersebut! f. (2 point) Tentukan kecepatan sudut batang sesaat setelah tumbukan! g. (3 point) Berapakah energi yang hilang dalam proses tumbukan No. Peserta Asal Sekolah
Soal Penyisihan SMA Se-Indonesia PHYSICS SUMMIT 2nd 2014 7. (15 point) Perhatikan kereta di samping. Massa kereta M A k dan massa balok di atasnya m. Sebuah pegas dengan konstanta pegas k berada dalam m keadaan tertekan dengan simpangan A. Mulamula semua sistem diam. Saat t = 0, massa m dan M dilepas sehingga massa m dan M M memiliki kecepatan relatif terhadap bumi masing-masing vm dan vm saat pegas kendur. a. (2 point) Tuliskan persamaan kekekalan energi sistem dalam k, A, m, M, vm dan vm! b. (2 point) Tuliskan persamaan kekekalan momentum linier dalam m, M, vm dan vm! c. (3 point) Hitung vm dalam k, A, m, M, vm dan vm! d. (3 point) Hitung vm dalam k, A, m, M, vm dan vm! e. (2 point) Hitung waktu massa m mencapai tanah! f. (3 point) Hitung jarak antara kedua massa saat massa m menyentuh tanah! No. Peserta Asal Sekolah h
8. (20 point) Sebuah sistem bandul sederhana mempunyai panjang tali L berada dalam medan gravitasi g. Beban yang digunakan mempunyai massa m dan dapat dianggap berbentuk massa titik. Pada posisi vertikal di bawah titik O terdapat sebuah paku pada jarak L/2 dari O. Akibat paku ini, ayunan bandul berubah arah seperti ditunjukkan pada gambar. Sudut simpangan mula-mula θ0 dipilih sedemikian rupa sehingga ketinggian maksimum (titik A) massa m relatif terhadap titik terendah (titik B) adalah h1. Anggap simpangan sudut θ0 kecil. a. ( 1 0 p o i n t ) Berapakah ketinggian h2 dari titik C (titik C adalah posisi simpangan maksimum). b. (10 point) Hitung periode osilasi sistem (yaitu gerak dari A B C B A). (Petunjuk Gunakan Usaha dan Energi) No. Peserta Asal Sekolah