PESTA SAINS NASIONAL 2012

KOMPETISI FISIKA

Jum’at, 9 November 2012 Soal Babak Penyisihan

Pilihlah satu jawaban ( X ) dari lima pilihan yang diberikan

Soal Bagian A

1. Mobil besar bermassa 2m berjalan dengan kecepatan v.Mobil kecil bermassa m berjalan

dengan kecepatan 2v. Kedua mobil direm dengan koefisien gesekan yang sama sehingga

berhenti. Jika jarak pengereman adalah jarak yang ditempuh dari awal pengereman sampai

berhenti, maka rasio jarak pengereman antara mobil kecil dan mobil besar adalah. . . . .

A. 1 : 4 B. 1 : 2 C. 1 : 1 D. 2 : 1 E. 4 : 1

2. Perhatikan gambar di bawah ini. Diketahui ketiga benda mempunyai volume yang sama, VA

=VB = VC. Apabila ditanya besar gaya apung setiap benda, maka perbandingan gaya apung

dari ketiga benda tersebut adalah . . .

A. FA > FB> FC

B. FA < FB < FC

C. FA = FB> FC

D. FA < FB = FC

E. FA = FB = FC

3. Diketahui jarak antara matahari dan bumi adalah 2,5 × 108 km, sedangkan jarak antara

matahari dan Jupiter adalah 7,5 × 109 km. Periode neptunus mengelilingi matahari adalah

29.200 hari dan massa neptunus adalah 20 kali massa bumi. Jika gaya gravitasi pada bumi

oleh matahari adalah 3F dan kelajuan bumi mengelilingi matahari adalah v, maka gaya

gravitasi pada neptunus olehmatahari, serta kelajuan neptunus adalah :

A. 1

15 𝐹 dan

3

8 𝑣 D.

1

10 𝐹 dan

5

4 𝑣

B. 1

25 𝐹 dan

3

4 𝑣 E.

4

15 𝐹 dan

3

5 𝑣

C. 7

15 𝐹 dan

1

8 𝑣

4. Perhatikan gambar rangkaian hambatan berikut :

Jika R1 = 10 , R2 = 50 , R3 = 100 , R4 = 50 , R5 =

150 dan R6 = 60 maka hambatan total antara ujung-

ujung a-b adalah ...

A. 10 B. 30 C. 60 D. 120 E. 240

5. Seorang anak sedang bermain ayunan. Dia mulai bergerak dari ujung belakang. Ketika

waktunya 313 menit dia meloncat dari ayunan, yaitu pada saat ayunan berada di ujung depan

untuk yang ke-101 kalinya. Frekuensi ayunan tersebut adalah ...

A. 0,4975 Hz B. 0,5000 Hz C. 0,5025 Hz D. 0,5050 Hz E. 0,5075 Hz

A

B

C

R1

R4

R6

R3

R2

R5

a

b

PESTA SAINS NASIONAL 2012

KOMPETISI FISIKA

Jum’at, 9 November 2012 Soal Babak Penyisihan

6. Perhatikan rangkaian di bawah ini . Kuat arus pada hambatan 5 Ω adalah . . .

P

10Ω 5V 10Ω

10V 5Ω 15V

Q

7. Sebuah pegas ideal S tak bermassa dapat ditekan sejauh 1 m oleh gaya 100 N. Pegas ini

diletakkan di dasar bidang miringlicin yang membentuk sudut =

30o dengan horizontal (lihat gambar ). Massa M sebesar 10 kg

dilepaskan dari puncak bidang dan dihentikan sesaat setelah

menekan pegas sejauh 2 m. Berapakah jarak yang telah ditempuh

oleh massa tersebut sebelum berhenti ?

A. 2 m B. 4 m C. 6 m D. 8 m E. 10 m

8. A point traversed hall a circle of radius R = 2 m during time interval t = 𝜋 s. The point

moved with constant tangent acceleration. Calculate the modulus of the mean vector of the

total acceleration over that time:

A. 2 m/s2 B. 4 m/s

2 C. 6 m/s

2 D. 8 m/s

2 E. 6π m/s

2

9. Diketahui kalor jenis air 1 cal/goC, kalor jenis es 0,5 cal/g

oC, kalor lebur es 80 cal/g. Jika 1

kg air bersuhu 45oC dicampur dengan 1 kg es bersuhu -10

oC, dan tidak ada kalor yang

hilang, maka …

A. seluruh es akan mencair B. 2/3 bagian es akan mencair

C. separuh esakan mencair D. 1/3 bagian es akan mencair

E. tidak ada es yang mencair

10. Sebuah benda dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 4 m/s relatif terhadap lift

yang sedang bergerak ke atas dengan kelajuan konstan 3 m/s dan ketinggian lift saat benda

dilempar adalah 10 m dari tanah. Waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai lift lagi

adalah . . . detik.

A. 1,2 B. 1,3 C. 1,4 D. 1,5 E. 1,6

Soal Bagian B

11. Empat buah balok berada pada bidang datar yang licin,

gaya F bekerja pada m1. Massa m1=2 kg, m2= 3 kg, m3= 4

kg,dan m4 = 1 kg dan koefisien gesek antara benda m3

dan m4, μs = 0,15 dan μk = 0,1 . Jika gaya yang bekerja

pada m1 menyebabkan benda m4 hampir lepas dari m3,

maka gaya kontak antar balok m1 dan m2 adalah . . .

A. 4 N B. 8 N C. 10 N D. 12 N E. 20 N

A. 0,25 A dari Q ke P

B. 0,67 A dari P ke Q

C. 0,67 A dari Q ke P

D. 1,75 A dari P ke Q

E. 1,75 A dari Q ke P

S

M

PESTA SAINS NASIONAL 2012

KOMPETISI FISIKA

Jum’at, 9 November 2012 Soal Babak Penyisihan

12. Enam buah hambatan disusun seperti gambar di bawah ini. Beda potensial antara titik A

dan C adalah . . .

A. 1,2 V B. 1,8 V C. 2,4 V D. 3,0 V E. 3,6 V

13. Air mengalir masuk melalui A pada suhu t0 = 15 °C.

Kuat aliran tersebut adalah 50 g/s. JikaR = 10 ohm,

arus listrik (tetap) yang melaluinya adalah 10 ampere,

dan l kalori = 4,2 joule, maka suhu t, air yang

meninggalkan B adalah ........

A . 15,7 °C D . 23,3 °C

B . 19,76 °C E . 25,7 °C

C . 21,3 °C

14. An object of mass m is thrown vertically up. In the presence of heavy air resistance the time

of ascent (t1) is no longer equal to the time of descent (t2). Similarly the initial speed (u)

with which the body is thrown is not equal to the final speed (v) with which the object

returns. Assuming that the air resistance F is constant, so:

A. t1 > t2 ; u > v B. t1 < t2 ; u > v C. t1 > t2 ; u < v D. t1 < t2 ; u < v E. t1 = t2 ; u = v

15. Dua buah kapasitor , jika disusun parallel mempunyai kapasitas pengganti 9 uF dan jika

disusunan seri mempunyai kapasitas pengganti 2 μF. Maka besar kapasitas salah satu

kapasitor tersebut adalah . . . μF

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5

16. Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian tertentu dan dalam waktu tertentu benda telah

menempuh 3/4 bagian. Jika dari posisi yang dicapainya benda membutuhkan waktu t detik

untuk mencapai tanah, maka waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai tanah dari

ketinggian mula-mula adalah . . . (g = 2h, h adalah tinggi mula-mula)

A. 0,5 detik B. 1 detik C. 1,5 detik D. 2 detik E. 3 detik

17. Terdapat beberapa resistor, jika disusun seri mempunyai hambatan pengganti p. jika resistor

disusun parallel mempunyai hambatan pengganti q. jika p = nq, maka nilai minimum n yang

mungkin adalah . . .

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 E. 6

60

60

100

90 120

6 V

A C 120

PESTA SAINS NASIONAL 2012

KOMPETISI FISIKA

Jum’at, 9 November 2012 Soal Babak Penyisihan

18. Two blocks (m = 1.0 kg and M = 11 kg) and a spring

(k = 300 N/m) are arranged on a horizontal,

frictionless surface as shown in Fig.. The coefficient

of static friction between the two blocks is 0.40. The

maximum possible amplitude of the simple harmonic motion if no slippage is to occur

between the blocks is . . .

A. 4 cm B. 4.4 cm C. 16 cm D. 20 cm E. 25 cm

19. Sebuah mobil bergerak dengan percepatan tangensial konstan 𝑤𝜏 = 0,5 m/s2 sepanjang

permukaan datar yang menbentuk lingkaran berjari-jari R = 40 m, koefisien gesekan antara

roda mobil dan permukaan adalah µ = 0,20. Jarak yang ditempuh mobil tanpa tergelincir

bila saat awal kecepatannya sama dengan nol adalah . . . m (g = 10 m/s2)

A. 152 B. 4 C. 2 D. 1 E. 3

20. A uniform chain of length L and mass M is lying on a smooth table and one-third of its

length is hanging vertically down over the edge of the table. The work required to pull the

hanging part on the table is . . .

A. MgL/18 B. MgL/12 C. MgL/9 D. MgL/3 E. MgL

Soal Bagian C

21. Dua buah mesin Carnot, A dan B, masing-masing bekerja di antara temperatur tinggi 𝑇1

dan temperatur rendah 𝑇2. Mesin A menaikkan temperatur tingginya sebesar ∆𝑇 dan mesin

B menurunkan temperatur rendahnya juga sebesar ∆𝑇. Perbandingan efisiensi kedua mesin 𝜂𝐴

𝜂𝐵 adalah ...

A.𝜂𝐴𝜂𝐵

=𝑇2

𝑇2 − ∆𝑇 B.

𝜂𝐴𝜂𝐵

=𝑇1

𝑇1 − ∆𝑇 C.

𝜂𝐴𝜂𝐵

=𝑇1

𝑇1 + ∆𝑇 D.

𝜂𝐴𝜂𝐵

=𝑇2

𝑇1 + ∆𝑇 E.

𝜂𝐴𝜂𝐵

=𝑇1

𝑇2 + ∆𝑇

22. Dua buah motor , A dan B, bergerak saling mendekati dengan kelajuan konstan masing-

masing 10 m/s. Keduanya mula-mula terpisah sejauh 200 m dan terdapat seekor lalat super

yang bergerak mondar-mandir di antara kedua roda depan kedua sepeda motor, kelajuan

lalat konstan 40 m/s dan mengeluarkan bunyi dengan frekuensi 570 Hz (mula-mula lalat

gergerak dari bagian depan roda motor A). Maka frekuensi yang terdengar pengendara

motor A dan B ketika jarak keduanya 100 m berturut-turut adalah . . . Hz

A. 665 dan 495 B. 495 dan 665 C. 627 dan 525 D. 665 dan 525 E. 495 dan 627

23. Terdapat muatan –q dan +q yang jumlahnya tak hingga diletakkan satu-satu dan selang

seling pada sumbu-x, x = 1, x = 2, x = 4, x = 8, x = 16, dan seterusnya. Besar medan listrik

yang mungkin di pusat koordinat adalah . . .

A. 𝑞

𝜋𝜖0 B.

𝑞

2𝜋𝜖0 C.

𝑞

3𝜋𝜖0 D.

𝑞

4𝜋𝜖0 E.

𝑞

5𝜋𝜖0

PESTA SAINS NASIONAL 2012

KOMPETISI FISIKA

Jum’at, 9 November 2012 Soal Babak Penyisihan

24. A block is placed on a ramp of parabolic shape given by the equation

y = x2/20, Fig.If μs = 0.5, then the maximum height above the ground

at which the block can be placed without slipping is . . .

A. 1.00 m B. 1.25 m C. 1.50 m D. 1.75 m E. 2.00 m

25. Sebuah benda kecil diluncurkan ke atas sebuah bidang miring yang mempunyai sudut α =

370 terhadap arah horizontal. Jika waktu kenaikan benda adalah η = 2 kali lebih kecil dari

pada waktu penurunan benda, maka koefisien gesekan benda dengan bidang adalah . . . (sin

370 = 0,6)

A. 0,25 B. 0,30 C. 0,35 D. 0,40 E. 0,45