Soal Olimpiade Fisika Tingkat Provinsi Tahun 2014

HAK CIPTA
DILINDUNGI UNDANG.UNDANG

SOAL UJIAN
SELEKSI CALON PESERTA OLIII4PIADE SAINS
NASIONAL 2014
TINGKAT PROVINSI

BIDANG FISIKA
Waktu : 210 menit

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH
ATAS
TAHUN 2014

v
KEMENTERIAN PENDIDTKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH
ATAS

Olimpiade Sains Nasio nal20L4
Tingkat Propinsi

Bidang

Fisika

Ketentuan Umum:

1-

Periksa lebih dulu bahwa jumlah soal Saudara terdiri
dari 7 (tujuh) buah soal.
Waktu total untuk mengerjakan tes ini adalah 3,5 jam.
Peserta dilarang menggunakan kalkulator.

234- Peserta dilarang meminjam dan saling meminjamkan alat-alat tulis.

5- Tulislah jawaban Saudara di kertas yang telah disediakan dengan menggunakan
6-

ballpoint dan

tidak boleh menggunakan pinsil.
Kerjakanlah lebih dahulu soal-soal dari yang Anda
anggap mudah/bisa dan tidak harus
berurutan.

7- Setiap nomor soal yang berbeda harap dikerjakan pada lembar jawaban yang
terpisah.
8- Jangan lupa menuliskan nama Saudara atau identitas lainnya pada setiap lembar jawaban
Saudara gunakan.

9- Meskipun sudah selesai mengerjakan

semua jawaban, Anda

tidak


meninggalkan ruangan tes hingga waktu tes berakhir.
10- Informasi resmi ten
keeiatan glimpiade Fisika dapatdilihat di website
http :/iwww. tpof-indonesia. org

yang

diperbolehkan

Hak Cipta

Dilindungi Undang-undang

Halaman 2 dari6

J

--


Tes Seleksi OSN 2014 Bidang FISIKA

TINGKAT PROPINSI
Waktu: 3,5 Jam

l.

(12 poin) Balok bermassa 2m mula-mula

diam di bagian terbawah bidang miring
(massa M dan sudut kemiringan a).
Permukaan bidang

miring licin

dan
Vs

\1,


berada di atas meja licin. pada saat awal

t:

0, sebutir peluru dengan massa m dan

m

kecepatan v6 bergerak paralel terhadap

bidang miring (lihat gambar) dan menumbuk balok 2m
hingga bersarang
tersebut (pada saat ini bagian ujung bidang miring tepat
berada di pojok

di dalam balok

meja). Hitung:

a. ketinggian maksimum yang dapatdicapai balok terhadap permukaan meja,

b. kecepatan bidang miring saat balok mencapai ketinggian maksimumnya,

c' kapan (waktu) balok 2m mencapai ketinggian maksimumnya,
d. jaruk yang telah ditempuh bidang miring terhadap pojok meja pada

saat balok 2m

mencapai ketinggian maksimumnva.

2'

(16 poin) Sebuah bola bermassa m ditempatkan
tembok vertikal dan balok

segitig;;m

di

assa M.Sisi


anrara

miring

balok segitiga tersebut memiliki sudutTmiringan d
terhadap horisontal. Bola tersebut menyinggung
balok
segitiga pada ujung paling atas balok tersebut.
Balok
berada padalantai. Baik bola maupun balok
bergeg!_.!44pe
gesekan. Percepatan gravitasi

Agar setelah bola dilepas

g ke bawah. Lihat

tanffic

gambar.


epatanawal, permukaan

horisontal balok segitiga tersebut tetap padalantai
atau tidak miring/berputar,
a. Gambarkan diagram gayayangbekerja pada sistim bola-barok tersebut;
b. Tentukan nilai percepatan gerak bola;

c.

Tentukan syaratbaginilai Mlm.
Hak Cipta

Dilindungi Undang-undang
l
I

Halaman 3 dariS

a


4,n=
3.

%=-ru- tre,-rng"L

-T-

+alx_

6l"t^1

CM -- €oa-t

d--g--

(10 poin) Sebfah benda bermassa m terletakpada keting gian y di atas permukaan suatu planet

/


bola berma s{a

M danberjari-jari

rR.

Anggap nilai R tidaklah sangat besar dibandingkan dengan

y. Percepatan gtavitasi di permukaan planet tersebut adalah g0,

sedangkan tetapan gravitasi

universal adalah G.

a.

Percepatan gravitasi yang dialami benda

z


tersebut berkurang secara linier terha dap y.

Tentukan percepatan gravitasi pada ketinggian h (nyatakan dalam parameter-parameter di
atas);

b.

Jika benda tersebut dilemparkan vertikal ke atas dari keting gian h dengan kecepatan awal
vo, tentukan kecepatan benda tersebut sebagai fungsi ketinggian

y;

i/

dl

Tentukan tinggi maksimum benda tersebut. Tentukan pula tinggi maksimum benda jika
tetapan/konstanta linier pada pertanyaan a) diatas bernilai 0.
=

u*.

**,1 - Ch+r)
-_ 1.r,"_ 6l'
A+y-)

?

t/

,r

Y' = \fo"- zcy

a

4.

(14 poin) Bola karet dengan berat W
dilekatkan dengan kuat di

:

mg

titik C pada ujung

tongkat AC (dengan massa tongkat diabaikan).
Sementara pada ujung lain tongkat yaitu

v,L__ von _ z6H
""

r- r
(a.
(ar];r)
!8.
. h +f _A - g
(e+u)(r+e)

iy
I
----a

(p*sXh*e)

h-v-

titik A

Dinding

dipasang engsel yang melekat kuat pada lantai
sehingga tongkat dapat berotasi di sekitar

t

titik

t,

A pada bidang xy (lihat gambar). pegas dengan
konstanta

fr

IX

dipasang pada posisi mendatar

dengan satu ujung diiekatkan pada dinding dan

ujung yang lain dilekatkan pada titik tetap B di

tongkat AC. Seperti tampak dalam gambar,
tongkat disimpangkan dari posisi awal (tegak) sebesar sudut

_

L

Lantai

g laht dilepaskan

sehingga

tongkat akan mengalami gerak osilasi (getaran). Tentukan:

\a.
\b.

besar frekuensi getaran untuk sudut simpangan qyangkecil.

nilai maksimum gayaberat W

agar

untuk sudut simpangan gkecil tongkat mengalami

getaran harmonik.

Hak Cipta

Dilindungi Undang-undang

Halaman 4 dari6

5.

(18 poin) Sebuah batang homogen (massa M dan panjang / salah satu ujungnya diletakan
)
pada tepi sebuah meja dalam posisi vertikal. Batang kemudian dilepaskan dari keadaan diam.
Tentukan sudut antara posisi batangterhadap vertikal dimana batang mulai kehilangan kontak
dengan meja. Lakukan perhitungan Anda untuk 2 kondisi berikut:

'1. Tepi meja dianggap licin akan tetapi memiliki siku seperti ditampilkanpadagambar
b. Tepi meja kasar dan sangat tajam seperti ditampilkan pada gambar (ii).

(i);

e
!

6.

(14 poin) Sebuah bola kecil dengan massa m dipasang pad,a

silinder pejal bermassa

M dan berjari-jari R menggunakan

batang tak bermassa. Lihat gambar. Bola kecil tersebut
berada pada jarak F1 di atas pusat silinder. Sistem bola-

silinder tersebut kemudian diberikan gangguan kecil dari

posisi

kesetimbangan

tak stabil tersebut. Silinder

menggelinding tanpa tergelincir/slip. pada saat bola m
menyentuh lantai, tenfukan:

a- kecepatan
b- kecepatan

pusat massa silinder,

bola.

Hak Cipta

Dilindungi Undang-undang

Halaman 5 dariS

I

{

(16 poin) Sebuah silinder pejal bermassa

m

dan radius

R mula-mula berotasi dengan

kecepatan sudut o4 dan tanpa kecepatan awal pusat massa di tepi bawah suatu bidang miring

kasar (yang tetapltidak dapat bergerak) dengan sudut kemiringan

0

dan koefisien gesek

kinetik ttx dimana p*>tan?. Asumsikan bahwa silinder selama mendaki tetap kontak
dengan bidang miring. Tentukan:

a.

waktu yang dibutuhkan silinder hingga menggelinding tanpa slip;

b.

jarak yang ditempuh oleh pusat rnassa silinder hingga menggelinding tanpa slip;

c.

ketinggian maksimum yang dapat dicapai silinder.

:::

Selamat bekerja, semoga sukses

:::

Hak Cipta

Dilindungi Undang-undang

Halaman 5 dariS

----