Olimpiade Sains Nasional 2010

Tingkat Propinsi

Bidang F i s i k a

Ketentuan Umum:

1- Periksa lebih dulu bahwa jumlah soal Saudara terdiri dari 7 (tujuh) buah soal. 2- Waktu total untuk mengerjakan tes ini adalah 3½ jam. 3- Peserta dilarang menggunakan kalkulator. 4- Peserta dilarang meminjam dan saling meminjamkan alat-alat tulis. 5- Tulislah jawaban Saudara di kertas yang telah disediakan dengan menggunakan ballpoint

dan tidak boleh menggunakan pinsil. 6- Kerjakanlah lebih dahulu soal-soal dari yang Saudara anggap mudah/bisa dan tidak harus

berurutan. 7- Setiap nomor soal yang berbeda harap kerjakan di 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, Saudara tidak boleh meninggalkan

ruangan tes hingga waktu tes berakhir.

 

 

1. (20 pdengakeadatersebmenda. Tb. J

m(vtosean

c. Tta

2. (8 pomasinpegastersusJika yang tertekmakadapat   

3. (12 pberatualas kgaris

poin) Salah an menggunaan diam. but membendatar. Tentukan gayJika sekaran

mulai jatuhvertikal) daongkat padaetelah tali ntara tongka

Tentukan gayali dipotong.

oin) Sebuah ng bermasss dengan ksun seperti ppada saat diatas sede

kan sejauh a tentukan nt lepas konta

poin) Sebuahuran dan tankerucut bergOC (sumbu

Se

satu ujung nakan tali,

Saat masintuk sudut

ya tegangan tng tali dipo, hitung kari percepata saat awal t

dipotong. Aat dengan lanya FN yang d (Petunjuk: g

sistem dua sa dihukonstanta ppada gambar

kita mmikian sehi dari panja

nilai agarak dengan la

h kerucut denpa slip di agerak denga

u kerucut) sej

Waktu

eleksi Pro

sebuah tongdan ujung

ih diam toѲ terhadap

tali tong dan tokomponen tan pusat t = 0 yaitu Abaikan gentai. diberikan tongaya ini berb

benda masinubungkan opegas yar samping. menahan benngga pegasn

ang normalnr benda bawntai?

engan sudut patas bidang an kelajuan jajar bidang

u : 3 ½ J

opinsi OS

gkat homogetongkat lain

ongkat p arah

ongkat tegak

massa sesaat

esekan

ngkat pada lbeda dengan

ng-oleh ang

nda nya

nya, wah

puncak θ ddatar (seperv . Puncak datar. Hitun

Jam

SN 2010

en (massa mnnya bersen

lantai pada sn gaya sebelu

an jari-jari arti nampak pkerucut ber

ng:

tali 

m dan panjanntuhan deng

saat t = 0 yaum tali dipot

alas R mengpada gambartumpu pada

Ѳ

m

ng L) tergangan lantai d

aitu sesaat setong)

ggelinding sar). Titik Ca titik O de

L 

ntung dalam

etelah

ecara pada

engan

 

 

a. besar kecepatan angular kerucut b. sudut vektor kecepatan angular kerucut terhadap sumbu vertikal c. besar percepatan angular kerucut

4. (8 poin) Benda massa M mula-mula meluncur di atas lantai dengan kecepatan v0 dan setelah sampai di titik B benda lepas meninggalkan ujung lantai dan mendarat di ujung bawah tangga yaitu di titik A. Diketahui µk adalah koefisien gesek kinetik antara benda dan lantai, g percepatan gravitasi, dan gesekan udara diabaikan. Dengan menyatakan jawaban dalam M, v0, µk, H, D, dan g, tentukan:

              

a. kecepatan benda M sesaat setelah lepas dari ujung lantai b. percepatan benda M saat meluncur di atas lantai c. jarak S yang telah ditempuh oleh benda M sebelum lepas meninggalkan lantai

A

V0 

S

3D 

3H 

MB

O  R  

C  θ  

5. (12 poin) Sebuah tongkat homogen dengan massa M dan panjang AB L= berada di atas meja datar dan sedang dalam posisi sejajar dengan sumbu y. Benda dengan massa m yang sedang bergerak pada arah x dengan kelajuan v menumbuk tongkat di titik C (Diketahui : momen inersia tongkat terhadap titik pusat massanya

adalah ( 2

121 ML ).

 

a. Tentukan lokasi titik C atau besar AC (dinyatakan dalam L) agar sesaat setelah tumbukan tongkat tersebut hanya mengalami rotasi murni sesaat dengan cara mengitari sumbu rotasi yang melewati titik A

b. Diketahui benda m menumbuk tongkat secara elastik di titik C dengan 3 / 4AC L= . Setelah tumbukan, yaitu ketika tongkat sudah sejajar terhadap sumbu x untuk pertama kalinya, tentukan jarak antara titik B pada ujung tongkat dengan benda m dinyatakan dalam L (agar perhitungan lebih sederhana, anggap m = M)

 

6. (20 poin) Seutas rantai homogen, yang panjangnya L dan massanya M , digantungkan di langit-langit sehingga ujung bawahnya hampir menyentuh lantai (lihat gambar). Rantai kemudian dilepaskan dari gantungannya sehingga mulai menumpuk di atas lantai ( g adalah percepatan gravitasi). a. Ketika ujung atas rantai berjarak x dari langit-

langit (lihat gambar), hitunglah gaya total yang diterima lantai )(xF !

b. Berapakah gaya total yang diterima lantai ketika seluruh bagian rantai tepat berada di atas lantai (ketika Lx = )?

c. Nyatakan )(xF sebagai fungsi waktu )(tF ! d. Berapa lama waktu yang dibutuhkan sehingga seluruh bagian rantai berada di atas lantai? e. Sketsa )(tF terhadap t dari saat rantai dilepaskan hingga seluruh bagian rantai sudah

menumpuk di atas lantai untuk waktu yang cukup lama!  

 

 

 

7. (20 poin) Diketahui suatu sistim yang terdiri dari n buah bola, B1, B2, B3, …, Bn dengan massa m1, m2, m3, … , mn (dimana m1 >> m2 >> m3 >> m4 >> … >> mn) tersusun tegak secara vertikal seperti nampak pada gambar samping. Dasar dari bola 1, B1, berada pada ketinggian h diatas lantai, sedangkan dasar dari bola ke n, Bn, berada pada ketinggian h + l diatas lantai. Sistim bola ini dijatuhkan dari ketinggian h. Dianggap pada keadaan awal, bola-bola terpisahkan satu sama lain oleh jarak yang sangat kecil sekali, dan keseluruhan bola mengalami tumbukan elastis dan terjadi hanya sesaat. a. Tentukan ketinggian pantulan bola paling atas Bn (nyatakan dalam n)! b. Jika h = 1 meter, berapakah jumlah bola yang harus ditumpuk agar bola yang paling atas

bisa memantul hingga ketinggian h ≥ 1000 meter ?  

=== Selamat bekerja dan semoga sukses ===