HAK CIPTA DILINDUNGI UNDANG-UNDANG
SOAL UJIAN SELEKSI CALON PESERTA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2016 TINGKAT PROVINSI
BIDANG FISIKA Waktu : 210 menit
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS TAHUN 2016
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
Olimpiade Sains Nasional 2016 Tingkat Propinsi
Bidang
Fisika
Ketentuan Umum:
12345-
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. Peserta dilarang meminjam dan saling meminjamkan alat-alat tulis. Tulislah jawaban Saudara di kertas yang telah disediakan dengan menggunakan ballpoint dan tidak boleh menggunakan pinsil. 6- 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 yang Saudara gunakan. 9- Meskipun sudah selesai mengerjakan semua jawaban, Anda tidak diperbolehkan meninggalkan ruangan tes hingga waktu tes berakhir. 10- Informasi resmi tentang kegiatan Olimpiade Fisika dapat dilihat di website http://www.tpof-indonesia.org 11- Info berikut mungkin bermanfaat: 2 = 1,414; 3 = 1,732; 5 = 2,236; 7 = 2,646; 11 = 3,317; 13 = 3,606; 17 = 4,123.
halaman 2 dari 6 Hak Cipta Dilindungi Undang-undang
Tes Seleksi OSN 2016 Bidang FISIKA TINGKAT PROPINSI Waktu: 3,5 Jam
v0 1. (12 poin) Sebuah bola dilemparkan dengan kecepatan pada arah horisontal dari suatu puncak bukit yang memiliki sudut kemiringan terhadap horisontal. Setiap g kali menumbuk permukaan bukit yang miring, tumbukan selalu bersifat elastik. Pada saat tumbukan ke n, bola tepat sampai di dasar bukit. Percepatan g mengarah vertikal ke bawah. a) Tentukan tinggi bukit (dinyatakan dalam v0, g, n, dan ), b) Hitung ketinggian puncak bukit tersebut jika = 30o, v0 = 10 m/s, n = 10 kali dan g = 10 m/s2.
2. (12 poin) Sebuah pesawat ruang angkasa dikirim untuk mengamati sebuah planet berbentuk bola yang bermassa M dan berjari-jari R. Ketika pesawat tersebut menyalakan mesinnya sedemikian sehingga berada pada posisi diam terhadap planet tersebut dengan jarak d dari pusat planet tersebut (d > R), pesawat tersebut menembakkan sebuah paket bermassa m dengan kecepatan awal v0. Massa m jauh lebih kecil daripada massa pesawat. Paket tersebut ditembakan membentuk sudut terhadap garis radial yang menghubungkan pusat planet dan pesawat tersebut sehingga benda paket tersebut menyinggung permukaan planet. Tentukan: a) laju benda saat menyinggung permukaan planet, b) sudut agar paket tersebut tepat menyinggung permukaannya, c) kemudian untuk jarak d yang tetap, tentukan syarat untuk v0 (dinyatakan dalam G, M, R dan d) agar selalu ada sudut sedemikian sehingga paket tersebut dapat menyinggung planet.
halaman 3 dari 6 Hak Cipta Dilindungi Undang-undang
3. (14 poin) Gambar di samping memperlihatkan sebuah papan pejal tipis homogen dengan panjang 2b dan massa M. Di kedua ujung papan dilekatkan massa m. Sistim papan ini dapat “menggelinding” (rolling) tanpa tergelincir (slip) di atas permukaan kasar suatu silinder yang berjari-jari a. Papan tersebut mula-mula setimbang, yaitu saat titik berat papan (titik G) tepat berada di titik puncak silinder tersebut (titik A), dan selanjutnya diberikan sedikit simpangan. Jika papan kemudian berosilasi dan adalah sudut AOC, tentukan besarnya periode osilasi kecil dari papan tersebut.
y G
A
C
a
x O
4. (14 poin) Dua buah partikel dengan massa masing-masing adalah m dan M dihubungkan oleh sebuah batang tegar tak bermassa dengan panjang l. Sistem berada pada suatu meja mendatar licin dan membentuk sudut θ terhadap garis vertikal seperti pada gambar. Sistem bergerak dengan laju pusat massa v0 dan laju angular ω0 = 0 mendekati sebuah dinding vertikal licin. Jika koefisien restitusi tumbukan antara partikel 1 dengan dinding adalah e, tentukan:
M 2
v0
θ
y m
1
x Dinding Licin a) Kecepatan angular sistem sesaat setelah tumbukan, b) Kecepatan partikel 1 dan partikel 2 sesaat setelah tumbukan.
halaman 4 dari 6 Hak Cipta Dilindungi Undang-undang
SRLQ *DPEDU GL VDPSLQJ PHPSHUOLKDWNDQ VHEXDK SHOXQFXU EDUDQJ VOLSZD\ \DQJ VDQJDW SDQMDQJ GDQ EHUEHQWXN ELGDQJ PLULQJ \DQJ SRLQ *DPEDU GL VDPSLQJ PHPSH PHPEHQWXN VXGXW WHUKDGDS DUDK PHQGDWDU VHEXDK SHOXQFXU EDUDQJ VOLSZD\ \DQ %LGDQJ PLULQJ WHUVHEXW GLOHQJNDSL GHQJDQ VDQJDW SDQMDQJ GDQ EHUEHQWXN ELGDQJ PLULQ EDQ\DN URGD UROOHU LGHQWLN GHQJDQ GXD URGD WHUKDGDS DUDK P PHPEHQWXN VXGXW WHUGHNDWEHUDGDSDGDMDUDNGVDWXVDPDODLQ OLKDW %LGDQJ PLULQJ WHUVHEXW GLOHQJNDSL GHQJD JDPEDU 6HPXD URGD WHUVHEXW PHPLOLNL VXPEX URGD SHUPXNDDQQ\D UROOHU LGHQWLN GHQJDQ G VXPEX URWDVL PHQGDWDU GDQ PHUXSDNDQ VLOLQGHUVLOLQGHU EDMDEDQ\DN SHMDO \DQJ WHUGHNDWEHUDGDSDGDMDUDNGVDWXVDPDO GLVHOXEXQJLGHQJDQODSLVDQNDUHW\DQJWLSLVGDQGLDEDLNDQPDVVDQ\D0DVLQJPDVLQJVLOLQGHU JDPEDU 6HPXD URGD WHUVHEXW PHPLOLNL WHUVHEXWEHUPDVVDPGDQEHUMDULMDULU6HELODKSDSDQGHQJDQPDVVD0GDQSDQMDQJMDXKOHELK VXPEX URWDVL PHQGDWDU GDQ PHUXSDNDQ EHVDUGDULSDGDGPXODLGLOHSDVGDULSXQFDNSHOXQFXUEDUDQJWHUVHEXW$EDLNDQJHVHNDQXGDUD GDQ JHVHNDQ SDGD SRURVSRURV URGD WHUVHEXW 7HQWXNDQ NHODMXDQGLVHOXEXQJLGHQJDQODSLVDQNDUHW\DQJWLS DNKLU WHUPLQDO VSHHG YPD[ WHUVHEXWEHUPDVVDPGDQEHUMDULMDULU6H SDSDQWHUVHEXW EHVDUGDULSDGDGPXODLGLOHSDVGDULSXQF GDQ JHVHNDQ SDGD SRURVSRURV URGD WHUVH SDSDQWHUVHEXW
SRLQ 6HEXDKEDWDQJGHQJDQPDVVD ܯGLEHQJNRNDQVHKLQJJDEHUEHQWXNVLNXVLNXGL% GHQJDQ VLVL SDQMDQJ $% DGDODK ܮVHSHUWL WHUOLKDW SDGD JDPEDU GL EDZDK 'XD EXDK PDQLN± PDQLN NHPXGLDQ GLWDUXK SDGD NHGXD VLVL EDWDQJ WHUVHEXW GHQJDQ PDVVD PDVLQJ±PDVLQJ ݉ଵ SRLQ 6HEXDKEDWDQJGHQJDQPDVVD ܯ GDQ݉ଶ VHUWDGLKXEXQJNDQROHKVHEXDKEHQDQJWDNEHUPDVVDGHQJDQSDQMDQJ݈6XGXWDQWDUD GHQJDQ VLVL SDQMDQJ $% DGDODK ܮVHSHUWL ODQWDLKRUL]RQWDOGHQJDQVLVL$%DGDODKߠ$EDLNDQVHPXDJHVHNDQSDGDVHPXDNRQWDN PDQLN NHPXGLDQ GLWDUXK SDGD NHGXD VLVL B GDQ݉ଶ VHUWDGLKXEXQJNDQROHKVHEXDKE ODQWDLKRUL]RQWDOGHQJDQVLVL$%DGDODKߠ ݉ଵ ߙ ݉ଶ ܮ ݈ C A ߠ A ߠ %LODVLVWHPGLDWDVGDODPNHDGDDQVHWLPEDQJWHQWXNDQ D VXGXWߙ\DLWXVXGXWDQWDUDEHQDQJGDQVLVLSDQMDQJEDWDQJ E EHVDUWHJDQJDQܶSDGDEHQDQJ %LODVLVWHPGLDWDVGDODPNHDGDDQVHWLPED D VXGXWߙ\DLWXVXGXWDQWDUDEHQDQJGDQ 'DODPNDVXVXPXPVLVWHPWHUVHEXWWLGDNVHWLPEDQJGLPDQDQLODL݉ ଶ ݉ଵ .HGXDPDQLN E EHVDUWHJDQJDQܶSDGDEHQDQJ PDQLN VHPXOD GLWDKDQ NHPXGLDQ GLOHSDVNDQ -LND EDWDQJ $%& VHODPD JHUDNDQQ\D GLDVXPVLNDQWHWDSWHJDNWHQWXNDQVHVDDWVHWHODKGLOHSDVNDQ 'DODPNDVXVXPXPVLVWHPWHUVHEXWWLGD F SHUFHSDWDQUHODWLIVHWLDSPDQLN±PDQLNWHUKDGDSEDWDQJVHEDJDLIXQJVL PDQLN VHPXOD GLWDKDQ NHPXGLDQ GLOH G SHUFHSDWDQKRUL]RQWDOSXVDWPDVVDEDWDQJ௫ VHEDJDLIXQJVLߙ H SHUFHSDWDQPDVVDPWHUKDGDSODQWDLaVHEDJDLIXQJVLߙ GLDVXPVLNDQWHWDSWHJDNWHQWXNDQVHVDDWV I SHUFHSDWDQPDVVDPWHUKDGDSODQWDLaVHEDJDLIXQJVLߙ F SHUFHSDWDQUHODWLIVHWLDSPDQLN±PDQLN G SHUFHSDWDQKRUL]RQWDOSXVDWPDVVDEDW H SHUFHSDWDQPDVVDP WHUKDGDSODQWDL KDODPDQ5GDUL6 I SHUFHSDWDQPDVVDPWHUKDGDSODQWDL Hak Cipta Dilindungi Undang-undang
Hak Cipta
7. (16 poin) Tiga buah silinder identik masing-masing bermassa m dan jari-jari R disusun seperti pada gambar disamping (Anggap antara dua silinder bawah permukaannya hanya menyinggung). a) Apabila sistem dalam kondisi setimbang, tentukan nilai koefisien gesek statis minimum silinder dengan lantai! Asumsikan bahwa gesekan hanya terjadi pada permukaan silinder dengan lantai, sedangkan antar silinder bisa dianggap licin. Apabila kondisinya adalah ketiga silinder di atas memiliki permukaan yang licin, permukaan lantai juga licin, dan sistem ditahan agar tetap pada posisi seperti pada gambar di atas. Kemudian seketika sistem penahan dilepas dan ketiga silinder bebas bergerak. Tentukan: b) Besar percepatan silinder atas sesaat setelah sistem penahan dilepas. c) Besar gaya normal yang terjadi antar silinder sesaat setelah sistem penahan dilepas. Apabila kondisinya adalah tidak ada gaya gesek antar permukaan silinder, namun permukaan lantai sangat kasar sehingga ada gaya gesek yang cukup besar antara permukaan silinder dengan permukaan lantai. Sistem tiga silinder awalnya ditahan seperti pada gambar di atas kemudian seketika dilepaskan sehingga ketiga silinder bergerak. Akibat adanya gaya gesek yang besar antara silinder dengan lantai, maka kedua silinder yang bawah akan mengalami gerakan tidak slip terhadap lantai. Tentukan: d) Besar percepatan silinder atas sesaat setelah sistem penahan dilepas. e) Besar gaya gesek yang terjadi antara permukaan silinder bawah dengan permukaan lantai.
===== Selamat bekerja, semoga sukses =====
halaman 6 dari 6 Hak Cipta Dilindungi Undang-undang
