HAK CIPTAD I LI ND U NG I IJ N D ANG.U N DAIII

I

SOAL SELEKSIOLIMPIADE SAINS TINGKAT KABUPATENIKOTA 2015

CALON TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2016

Waktu : 180 menit

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANDIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATASTAHUN 2015

h4c3$ilBS*Bba

,// KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

Dr REKToRAT J ENDERAL pEN DrDr KAru nnrntmGAHDIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH M EN ENGAH'ATAS

1 " (10 poin) Sebuah mobil yang bermassa 2m sedang bergerak dengan kecepatan v pada saatmendekati mobil lain yang bermassa 4m dan sedang dalam keadaan diam. Pada saat tumbukanterjadi, pegas terkompresi (lihat gambar di bawah!). Jika semua gesekan diabaikan, tenhrkan:(a) Kecepatan mobil4m pada saat pegas terkompresi maksimum (energinya dianggap kekal)!(b) Kecepatan akhir mobil 4m setelah lama berfumbukan dan mobil 2m lepas dari pegas (energi

dianggap kekal)!(c) Kecepatan akhir mobil 4m jtkatumbukannya tidak elastis!

2. (10 poin) Sebuah partikel bergerak dalam lintasan lingkaran dimana jarak yang ditempuhsebagai fungsi waktu dapat dirumuskan dalam bentuk s : Af + Czt + C:, dengan Cr suatutetapan positif sedangkan Cz dan C: suatu tetapan sembarang. Jika pada saat jarak yangditempuh adalah st dan sz (dimana sz > sr) maka percepatan totalnya dari partikel berturutturutadalah at dan az (dimana az> at). Tentukan jari-jari lingkaran tersebut dinyatakan dalam at, cr2,sr, dan sz.

3. (10 poin) Seperti diperlihatkan dalam gambar, seorang siswa dengan massa M |cr,rdiri di atas'sebuah meja berbentuk lingkaran, sejauh r dari pusat meja. Katakan koefisien gesek antara sepatusiswa dengan meja tersebut adalah U. Pada saat I *awal r : 0 meja mulai berotasi dengan percepatan sudut i"n konstan. Anggap gerakan berada dibawah pengaruhpercepatan gravitasi konstan g yang arahnya ke bawah.

(a) Hitung besar percepatan sudut maksimum (1^a)hingga siswa tersebut belum sempat mengalarnislip.

Page 2 of 5Hak Cipta

Dilindungi Undang-undang

b4c3$l .iBSef iba

,/.'

/(b) Dengan menganggap bahwa J < Jnn*s, tentukan veldor gaya gesek total yang dialami oleh

siswa tersebut sebelum ia mengalami slip d\nyatakan sebagai fungsi waldu (r)'(c) Dengan menganggap bahwa D < l.o*", tenfukan kapan siswa tersebut mulai mengalami

s/rp terhitung sejak meja pertama kali berotasi.

4. (15 poin) Sebuah silinder bermassa M dan jari-jari R dapat berotasi bebas terhadap sumbuhorisontalnya. Sebuah tali tak bermassa dililitkan pada permukaan silinder, kemudian sebuah bebanbermassa m dipasangpada ujung tali. Mula-mula taliberada di bawah silinder. Kemudian beban tersebut dinaikkansetinggi h dan dilepaskan tanpa kecepatan awal' Percepatangravitasi g ke bawah. Tentukan waktu yang dibutuhkan sejakbeban dilepas hingga menempuh iarak 2h- (Tali tidak dapatmulur, interaksi bersifat seketika dan tidak lenting sama sekali)

5. (15 poin) Dua kereta masing-masing bermassa nr dan mz dihubungkan dengan tali takbermassa yang terhubung dengan katrol licin tak bermassa. Kereta mr berada pada permukaanhorisontal, sedangkan kereta mz berada pada bidang miring dengan sudut kemiringan aterhadap horisontal. Di dalam masing-masing keretaterdapat bandul yang massanya dapat diabaikanrelatif terhadap massa kereta Setelah dilepas, posisimasing-masing bandul membentuk sudut terhadapgaris vertikal serta diasumsikan bahwa bandultersebut tidak berayun di dalam kereta' Seluruhpermukaan bersifat licin. Percepatan gravitasi g kebawah. Tentukan sudut kemiringan masing-masingbandul relatif terhadap garis vertikal. Asumsikanjari-jari roda sangat kecil dan massanya dapat diabaikan.

6" (20 poin) Sebuah bola pejal homogen bermassa m danberjari-jari R, dilepaskan dari puncaksuatu bidang miring dengan sudut kemiringan tr tr 45 dan bermassa M D 2m . B\dang miringdapat bergerak bebas pada suatu bidang horizontal licin (lihat garnbar) dan bola selalu bergerak

@I oilinUuneiUndang-undang I

4 c3$38Qe8bad3dtt2${2ef }$eZ2bti L /5

Page 3 of 5

menggelinding tanpa srip. Jika diketahui panjang sisi miring dari bidangpercepatan gravitasi adalah g, tentukan:

miring adalah L dan

a) besar percepatan pusat massa bola relatif terhadap bidang miringb) besar percepatan pusat massa bola relatif terhadap bidang horizontal yang diamc) waktu yang dibutuhkan bola untuk sampai di tepi bawah bidang miring

7 ' (20 poin) Sebuah mobil akrobatik diatur memiliki percepatan konstan a. Mobil ini aka'. melewati sebuah tanjakan miring bersudut il untuk kemudian melakukan gerak parabola

menuju target. Target berada pada jarak L dari titik awal keberangkatan mobil. Tanjakanberada padajarakr dari titik awal keberangkatan mobil. panjang tanjakan adalah d.

Saat mobil melewati tanjakan, kemiringan tanjakan berkurang sebesar 4 kali sudut awal,Kdimana m adalahmassa dari mobil dan K adalah suatu konstanta. percepatan mobil pun

berkurang sebesar g sin tr saat melalui tanjakan, dimana tr adalah sudut kemiringan antaratanjakan dengan tanah.Mobil dipercepat dari keadaan diam dari garis start. Tentukanlah percepatan yang harusdimiliki oleh mobil agar tepat mencapai garis finish. Anggap mobil sebagui pu.tit

"t tiiit.IF

t DitindungiUnding_undang

I4 c3$3i0e8b*d3dct2$T2ef BtleZtbS i /b

Page 4 of5