SOAL FISIKA SMA OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2006

SOAL FISIKA SMA

OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2006

01.      Suatu sistem terdiri dari 2 balok  dan 1 pegas, diletakkan di permukaan lantai licin. Balok M₁ menyentuh dinding tetapi tidak merekat. Mula-mula M₂ ditekan sejauh A dari posisi kesetimbangan. Jika massa kedua balok sama (masing-masing m), konstanta pegas k dan panjang mula-mula pegas L, ukuran kedua balok diabaikan (dianggap sebagai massa titik).   ( Skor : 15 )

a.       Pada saat t = 0, M₂ dilepas. Setelah t = t₁, ternyata M₁ lepas dari dinding (tidak menyentuh dinding lagi). Hitung t₁!

b.      Selanjutnya ketika t = t₂, kedua balok berada pada posisi terdekat untuk pertama kalinya. hitung t₂.

c.       Berapakah jarak terdekat antara kedua balok itu (pada saat t = t₂) ?

d.      Berapakah jarak M₁ dari dinding ketika hal ini terjadi (saat t = t₂) ?

02. Sebuah bola dengan massa m  dan jari jari r (momen inersia bola ) berada di atas sebuah kereta bermassa M. Mula-mula kereta M diam, sedangkan bola m bergerak dengan kecepatan v₀ tanpa menggelinding sama sekali. Kemudian bola memasuki bagian kasar di atas kereta. Ketika keluar dari bagian kasar, bola sudah menggelinding tanpa slip.  ( Skor : 12 )

a.       Hitung kecepatan akhir m dan M relatif terhadap bumi ketika bola sudah bergerak tanpa slip ? Hitung juga kecepatan sudut akhir dari m!

b.      berapa panjang minimum s agar bola akhirnya bisa menggelinding tanpa slip? Koefisien gesek pada bagian kasar adalah m.

03.   Perhatikan sistem massa – pegas sebagai berikut. Abaikan gesekan pada sistem, massa tali dan massa pegas. Jika panjang tali L dan mula-mula semua sistem ditahan diam.  ( Skor :20 )

a.       Berapakah percepatan massa M saat sistem dilepas ? Anggap pada keadaan awal, pegas tidak teregang/tertekan dengan panjang .

b.      Berapakah tegangan tali T  sesaat setelah sistem dilepas ? Apakah energi total sistem kekal ?

c.       Jika M dilepas dari diam, maka M akan bergerak mendekati dinding. Setelah bergeser sejauh , M akan diam sesaat. Berapakah  ?

d.      Massa M akan berosilasi bolak-balik di sekitar titik kesetimbangan. Dimanakah posisi kesetimbangan sistem dihitung dari posisi mula-mula ?

04. Sebuah bola elastis dijatuhkan di atas bidang miring. Bola tersebut terpantul dan jatuh  pada bidang miring pada titik yang beda, begitu seterusnya (lihat gambar). Jika jarak antara titik pertama bola jatuh dan titik kedua adalah  dan jarak antara titik kedua dan ketiga adalah . Tentukan perbandingan jarak antara   ( Skor : 8 )

05.   Sebuah kereta dengan massa M dapat bergerak bebas tanpa gesekan. Kereta ini

   dihubungkan ke dinding lewat sebuah pegas dengan konstanta pegas k. Di atas 

    kereta terdapat bola dengan massa m, dan jari-jari r  (momen inersia bola

). Koefisien gesekan antara bola dan kereta adalah m.  ( Skor :15 )

a.    Jika kereta diberi simpangan kecil, maka kereta akan berosilasi bolak-balik dengan bola di atasnya ikut berosilasi. Apabila simpangannya cukup kecil, bola hanya akan menggelinding bolak-balik tanpa slip. Hitung periode osilasi bola atau kereta.

b. Hitung amplitudo maksimum osilasi kereta agar bola tidak terpeleset (bola berosilasi tanpa slip)!

Sukses selalu !

Go get gold