SERI OSN : 33

Berikut ini merupakan beberapa potongan soal yang saya kutip dari soal  yang diselenggaran POSI, Minggu 18 Mei 2024 di Kampus UNPRI Medan. Kebetulan ajang lomba olimpiade Fisika tersebut diikuti oleh murid private les saya yang bernama Thomas Sidik, siswa kelas X SMA Methodist 2 Medan.

 

Adapun soal yang saya bagikan, tidak seluruhnya saya bahas, melainkan beberapa saja. Semoga pengalaman berbagi ini dapat memberikan kebahagian bersama.

 

Soal : 1

Perhatikan gambar di bawah ini.

  

Sebuah bola bermassa m mulanya berada di ujung lintasan miring (titik A) dengan kemiringan α = 30⁰. Bidang miring tersebut kasar dengan koefisien gesek kinetis μ_k = 0,4. Benda dilepas tanpa kecepatan awal dan kemudian sampai ke lintasan horizontal yang juga kasar, namun dengan koefisien gesek kinetis μ_k = 0,3. Berapakah perbandingan R/L, jika kecepatan benda ketika sampai di titik C adalah 0,3 kali kecepatan benda di B ?

A.  0,4366                     D. 0,7366

B.  0,5366                     E. 0,8366

C.  0,6366

 

Pembahasan :

 

Tinjau saat bola menuruni bidang miring A – B.

 

Substitusikan nilai pers (1) ke pers (2).

Rusa kiri dan kanan kita bagi dengan m, sehingga kita akan memperoleh persamaan (3).

Tinjau lintasan miring (s) yang dilalui bola saat menuruni bidang miringnya.

Saat menuruni bidang miringnya, bola mengalami gerak GLBB positip.

Oleh karena bola pada awalnya (di titik A) tidak memiliki kecepatan awal (v_A = 0).

Tinjau lintasan bola dari B – C :

Dari soal disebutkan V_C = 0,3V_B dan koefisien kinetisnya μ_k = 0,3. Dan sepanjang lintasan, gaya yang bekerja hanya gaya gesek kinetisnya saja.

 

Nilai V_B² kita ambil dari pers (4) lalu substitusikan ke dalam pers (5).

 

Kunci : B

 

Soal : 2

Perhatikan kembali soal No.1 di atas.

 

Jika sekarang lintasan bidang miring adalah licin, namun lintasan BC adalah kasar dengan koefisien gesek kinetis 0,3. Maka tentukanlah nilai L apabila benda lepas kontak pada lintasan CD yang berbentuk setengah lingkaran berjari – jari R (yang licin) ketika membentuk sudut θ = 60⁰ terhadap vertikal ? (nyatakan dalam R dan ambil g = 10 m/s²)

  

 

Pembahasan :

 

perhatikan gambar pembahasan di bawah ini,

 

 

 

 

 

 

 

 

Bola menuruni bidang miring AB tanpa mengalami gesekan (μ_k = 0). Maka bola dianggap melakukan gerak jatuh bebas (GJB). Sehinga bola mengalami perubahan energi mekanik.

Saat bola bergerak sepanjang lintasan datar BC,

Selanjutnya kita tinjau lintasan C – D.

Tinggi yang dicapai bola, pada posisi D dan bola jatuh ke bawah (v_D = 0).

perubahan energi yang terjadi dari titik C ke D.

 

 

Kunci : D

Soal : 3

Sebuah benda dengan massa m = 2 kg digantung dengan pegas berkonstanta K = 200 N/m. Benda tersebut berada di dalam bus yang mulanya diam. Bus kemudian dipercepat dengan percepatan konstanta a = 4 m/s². Sebagai akibatnya benda mulai tersimpangkan dan membentuk sudut. Jika benda tidak bergerak terhadap bus dan nilai percepatan gravitasi adalah g = 10 m/s². Maka tentukanlah panjang akhir pegas tersebut ketika ia sedang setimbang terhadap bus yang sedang bergerak tersebut. (ambil panjang pegas ketika terelaksasi adalah 30 cm).

A.   30,77 cm          D. 47,77 cm

B.   37,77 cm          E. 40,77 cm

C.   35,77 cm

 

Soal : 4

Suatu mobil (dengan massa 1000 kg) mulanya memiliki kecepatan awal v₀ = 20 m/s. Mobil tersebut kemudian memasuki daerah berbatu sehingga ia harus mengurangi kecepatannya. Diketahui perubahan kecepatan mobil tersebut sebagai fungsi waktu :

 

Yang mana t dalam sekon. Jika kecepatan mobil ketika keluar dari daerah berbatu menjadi 5 m/s, maka tentukanlah panjang lintasan daerah berbatu tersebut.

A.   100 ln 3 meter

B.   100 ln 4 meter

C.   100 ln 5 meter

D.  100 ln 6 meter

E.   100 ln 6/4 meter