Selamat
datang di blog saya, pada kesempatan kali saya akan berbagi soal olimpiade
Fisika SMA yang pernah dilombakan pada tanggal 30 Oktober 2022 oleh POSI di
kota Medan. “SENIOR HIGH SCHOOL OLYMPIAD 2022”. Dengan kode naskah soal 002
SHSO.
Soal : 1
Kelereng
yang mula – mula diam, jatuh ke dalam drum oli, sehingga percepatannya dapat
dirumuskan sebagai berikut :
Dengan
3 dan 2 sebagai konstanta dan v merupakan kecepatan. Tentukan persamaan
kecepatan sebagai fungsi waktu t.
Soal : 2
Sebuah
benda bermassa sama, bergerak dan memiliki vektor kecepatan masing – masing :
dan
Agar
kedua vektor benda tersebut tegak lurus maka nilai p adalah …
A. p = 2,5
B. p = 2,0
C. p = 1,5
D. p = 1,0
E. p = 0,5
Soal : 3
Lintasan
sebuah partikel dinyatakan oleh persamaan x(t) = At2 + Bt + C dimana
x(t) menyatakan posisi partikel dalam m, t dalam sekon, serta A, B, C adalah
konstanta. Tentukanlah satuan A, B, dan C.
A. m/s, m, dan m/s2.
B. m/s2, m/s,
dan m.
C. m/s, m, dan m/s2.
D. m/s2, m,
dan m/s2.
E. m/s2, m/s,
dan m/s.
Soal : 4
Sebuah
benda bermassa m jatuh bebas dari ketinggian h di atas permukaan tanah.
Percepatan gravitasi bumi dialami oleh benda konstan g. Waktu yang dibutuhkan
bola untuk mencapai tanah sejak dilepaskan diberikan oleh t = C hα gβ mγ dimana C adalah
konstanta. Tentukan nilai α,
β, dan γ.
A. α = 1, β = 2, dan γ = 3
B. α = 1, β = 1, dan γ = 2
C. α = 2, β = 0, dan γ = 2
D. α = 1/2, β = - ½, dan γ = 0
E. α = 2, β = - ½ , dan γ = 1
Soal : 5
Sebuah
becak melaju pada jarak 81 meter di depan sebuah mobil di satu jalur jalan tol dengan
kelajuan yang sama. Secara tiba – tiba becak di rem dengan perlambatan sebesar
4 m/s2 dan pada saat yang sama mobil juga di rem dengan perlambatan
2 m/s2, sampai akhirnya becak berhenti dan pada saat itu, apakah
mobil masih bergerak dengan kecepatan Vmobil ? dengan kondisi akhir
mobil tepat menyentuh bagian belakang becak. Jika iya, maka tentukanlah
besarnya Vmobil.
A. vmobil = 0
m/s
B. vmobil = 2
m/s
C. vmobil = 4
m/s
D. vmobil = 6
m/s
E. vmobil = 8
m/s
Soal : 6
Sebuah
batu dijatuhkan dari ketinggian h. Setelah 4 detik batu kedua dilemparkan ke
bawah dengan kecepatan 8 m/s. Bila kedua batu sampai di tanah bersamaan, maka
tentukan ketinggian h. Anggap percepatan gravitasi sebesar g = 10 m/s.
A. 11,00 m
B. 11,25 m
C. 11,50 m
D. 12,25 m
E. 13,00 m
Soal : 7
Peluru
ditembakkan secara mendatar dengan kecepatan v = 2√5 m/s pada ketinggian
h0 = 1/3 meter di atas puncak bidang miring seperti ditunjukkan pada
gambar di bawah ini.
Sebuah
benda (cincin) bermassa m dapat meluncur bebas pada batang yang berbentuk
lingkaran dengan jari – jari R. Lingkaran diputar dengan kecepatan sudut ω seperti pada gambar.
Benda
tersebut kemudian bergerak meluncur ke bawah dan berhenti pada posisi membentuk
sudut θ seperti yang diperlihatkan pada gambar di atas. Pada posisi setimbang
tersebut tentukan besarnya sudut θ.
Soal : 9
Sebuah
roket sedang bergerak vertical ke atas dengan percepatan a = 19 m/s2.
Seorang astronout sedang memegang sebuah kotak dengan jarak h = 2 m di atas
lantai dan dalam keadaan diam terhadap lantai dan roket. Jika percepatan
gravitasi sebesar g = 10 m/s2. Maka ketika kotak dilepaskan,
tentukan waktu yang diperlukan untuk mencapai lantai roket.
A. 2/3 sekon
B. 1 sekon
C. 2 sekon
D. 4/3 sekon
E. 3 sekon
Soal : 10
Sebuah
lift yang tingginya 4 m mula – mula diam lalu bergerak ke atas dengan
percepatan 6 m/s2. Setelah lift bergerak 3 sekon tiba – tiba sebuah
kelereng jatuh dari langit – langit lift. Maka tentukan perpindahan yang
ditempuh kelereng ketika membentur lantai lift menurut pengamat di tanah.
A. h = 5,75 m
B. h = 6,75 m
C. h = 7,75 m
D. h = 8,75 m
E. h = 9,75 m
Soal : 11
Diketahui
suatu system katrol ditarik oleh suatu gaya F = 5 N seperti gambar di bawah.
Jika
massa m1 = 2 kg dan m2 = 7 kg maka tentukanlah besarnya
tegangan tali T1 dan T2. Asumsikan lantai licin dan massa
katrol dan tali diabaikan.
A. T1 = 2 N dan
T2 = 8/3 N
B. T1 = 4/3 N
dan T2 = 8/3 N
C. T1 = 4/3 N
dan T2 = 2 N
D. T1 = 4/5 N
dan T2 = 8/5 N
E. T1 = 4/5 N
dan T2 = 2 N
Soal : 12
Sebuah
prisma bermassa m dengan sudut θ = 450 (lihat gambar) diletakkan
pada bidang datar tanpa gesekan.
Prisma
yang lain, tapi dengan massa yang sama m = 1 kg diletakkan di atas prisma
pertama (ukuran prisma pertama lebih besar dari prisma kedua). Sebuah gaya
horizontal F = 40 N dikerjakan pada prisma yang di atas sehingga tidak bergerak
terhadap prisma yang di bawah. Tentukan gaya gesek antara kedua prisma. (g =
percepatan gravitasi bumi).
A. fg = 2√2 N
B. fg = 3√2 N
C. fg = 4√2 N
D. fg = 5√2 N
E. fg = 6√2 N
Soal : 13
Suatu
mobil mainan dari keadaan diam bergerak dipercepat disuatu lantai datar dengan
asumsi mengeluarkan gaya sebesar F = 12N secara konstan selama 8 detik. Awalnya
benda bergerak disuatu lantai yang licin sampai saat 3 detik terakhir, benda
tersebut bergerak di lantai yang kasar dengan koefisien gesek μk =
0,4. Tentukan daya total yang dikeluarkan mobil mainan tersebut.
A. P = 133 watt
B. P = 149 watt
C. P = 196 watt
D. P = 237 watt
E. P = 261 watt
Soal : 14
Seutas
tali homogen (massa M = 10 kg, panjang 4L = 32 m) diikat pada ujung sebuah
pegas (konstanta pegas k = 25/4) yang melekat pada dinding.
Ujung
bebas tali tergantung pada tepi meja dengan posisi awal L. Ketika tali
dilepaskan, maka ujung bebas tali bergeser sejauh x = 4 m dari posisi awal.
Anggap pegas dan tali selalu dijaga dalam keadaan tetap kontak dengan permukaan
meja dan tidak ada gesekan sama sekali. Tentukan perubahan energi potensial
saat tali tergeser sejauh x dari posisi awal.
A. 75 J
B. 50 J
C. 25 J
D. – 25 J
E. – 75 J
Soal : 15
Seutas
tali homogen (massa M = 10 kg, panjang 4L = 32 m) diikat pada ujung sebuah
pegas (konstanta pegas k = 25/4) yang melekat pada dinding.
Ujung
bebas tali tergantung pada tepi meja dengan posisi awal L. Ketika tali
dilepaskan, maka ujung bebas tali bergeser sejauh x = 4 m dari posisi awal.
Anggap pegas dan tali selalu dijaga dalam keadaan kontak dengan permukaan meja
dan tidak ada gesekan sama sekali. Maka tentukan kecepatan tali v saat tali
tergeser sejauh x dari posisi awal.
A. V = √15 m/s
B. V = √12 m/s
C. V = √10 m/s
D. V = √8 m/s
E. V = √7 m/s
Soal : 16
Sebuah
benda bergerak pada lintasan lurus 45 m setelah mendapatkan gaya tetap F = 3t – 15, dengan F dalam N dan t
dalam s. Akibat gaya tersebut, kecepatan benda X yang awalnya 3 m/s berubah menjadi 7 m/s.
Jika percepatan benda X konstan, maka massa benda X adalah …
A. m = 21 kg
B. m = 23 kg
C. m = 25 kg
D. m = 27 kg
E. m = 29 kg
Soal : 17
Sebuah
bola bermassa m berjari – jari R diletakkan dalam bola berongga yang lebih
besar dengan massa M, memiliki jari – jari 2R. Awalnya kedua bola dalam keadaan
diam, kemudian bola kecil dilepaskan dan menggelindingi sampai akhirnya
berhenti di dasar.
Jika
tidak ada gaya gesek dalam sistem maka berapa jauh bola berongga akan bergeser
jika m = M.
A. R/2
B. R/3
C. R/5
D. 2R/3
E. 3R/2
Soal : 18
Benda
A bermassa mA bergerak ke kanan dengan laju vA sedangkan
benda B bermassa mB bergerak ke kiri dengan laju vB.
Keduanya berada pada bidang licin dan terjadi tumbukan secara elastik. Bila mB
= 2mA. Dan laju awal benda A dan B sama, tentukan nilai mutlak
perbandingan laju benda A dan B setelah tumbukkan.
A. 5
B. 4
C. 3
D. 2
E. 1
Soal : 19
Suatu
bandul terdiri dari dua batang homogen dengan panjang A dan B, kedua bandul
memiliki massa yang sama yaitu m yang dirangkai seperti huruf T terbalik
seperti yang terlihat pada gambar.
Tentukan
momen inersia rangkaian batang tersebut jika pusat rotasi diasumsikan di ujung
atas batang B.
Soal : 20
Sebuah
batang bermassa M = 10 kg dan berjari – jari R = 3 meter terpasang seperti
gambar di bawah ini.
Batang
berotasi pada ujung dan bergerak membentuk lintasan setengah lingkaran. Pada
awalnya batang berada di posisi seimbang kemudian balok kecil bermassa 2 kg
dilepaskan dari ujung lintasan sehingga menumbuk batang. Jika tumbukkan yang
terjadi secara lenting sempurna dan balok kecil tersebut diam setelah tumbukan
maka besarnya kecepatan sudut batang bermassa M adalah … rad/s.
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5
Soal : 21
Suatu
roda memiliki jari – jari r = 6 m, massa m = 2kg dan momen inersia I = 24
bergerak pada suatu lantai horizontal yang kasar karena suatu gaya F = 8N yang
berjarak b = 2 m dari pusat massa seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Jika
benda bergerak tanpa slip, maka tentukan gaya gesek yang dirasakan roda.
A. 0,5 N
B. 2,5 N
C. 4,0 N
D. 4,5 N
E. 5,0 N
Soal : 22
Sebuah
kotak diletakkan pada dua buah lingkaran berjarai R licin seperti yang
ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Massa
jenis kotak per satuan luas sebesar σ, dan jarak kontak onjek kotak ke pusat
lingkaran membentuk sudut θ dengan sumbu horizontal. Jika diketahui panjang
kotak sebesar L. Tentukan nilai gaya normal pada benda.
Soal : 23
Suatu
gaya F = 2,5N diberikan pada sebuah silinder pejal bermassa 12,5 kg yang
terpasang dengan sumbu putarnya tepat berada di tengah seperti yang ditunjukkan
pada gambar di bawah ini.
Gaya
tersebut berarah tangensial selama t = 4 detik, jika awalnya silinder diam dan
silinder memiliki jari – jari R = 2 meter, momen inersia I. Maka tentukan
besarnya usaha yang dilakukan pada roda (dalam satuan Joule).
A. 2
B. 4
C. 6
D. 8
E. 10
Soal : 24
Sebuah
tongkat homogen bermassa M dan panjang AB = L = 3 meter. Berada di atas meja
datar dan sedang dalam posisi sejajar dengan sumbu y. Benda dengan massa m yang
sedang bergerak pada sumbu x dengan kelajuan v menumbuk tongkat di titik C.
Diketahui
momen inersia tongkat terhadap pusat massanya adalah I = 1/12 ML2.
Tentukan lokasi titik C atau besar AC. Agar sesaat setelah tumbukkan tongkat
tersebut hanya mengalami rotasi murni sesaat dengan cara mengitari sumbu rotasi
yang melewati titik A. (jika m = M)
A. 0,25
B. 0,50
C. 1,50
D. 2,00
E. 2,50
Soal : 25
Sebuah
massa m bergerak ke arah suatu batang yang memiliki massa yang sama secara
tegak lurus. Jika batang memiliki panjang L = 2√3 meter, dan dari keadaan diam. Tentukan
lokasi h, massa bertumbukan dengan batang sehingga batang memiliki kecepatan
yang sama setelah tumbukkan.
A. √2 meter
B. 2√2 meter
C. 2 meter
D. √3 meter
E. √5 meter
Soal : 26
Sebuah
bola biliard (anggap bola biliard sebagai bola pejal homogen) berjari – jari r
dan bermassa m diberi kecepatan sudut awal ω0 dan kemudian dilepaskan pada permukaan rata
yang horizontal. Jika koefisien gesek kinetik antara bola dengan lantai μk.
Mula – mula bola tergelincir slip sampai waktu t = silinder mulai menggelinding
sempurna. Tentukan besarnya kecepatan pusat massa bola biliard saat waktu
tersebut.
A. v = 1/7 rω0.
B. v = 2/7 rω0.
C. v = 3/7 rω0.
D. v = 4/7 rω0.
E. v = 5/7 rω0.
Soal : 27
Sebuah
batang homogen (massa m = 3 kg dan panajng L) dipantek dibagian pusatnya dan
kedua ujungnya dihubungkan ke sebuah pegas (dengan konstanta K = 8 N/m)
sehingga ia dapat berotasi (lihat gambar).
Kondisi
pada gambar adalah keadaan setimbang. Jika posisi batang tersebut disimpangkan
ke atas dengan sudut θ kecil dan kemudian dilepaskan. Tentukan frekuensi
osilasinya.
Soal : 28
Dua
buah benda bermassa total 2 kg (m1 = 0,6 kg dan m2 = 1,4
kg) terhubung pada suatu pegas seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut
ini.
Jika
kedua massa tersebut bergerak bersama – sama di lantai licin dan bererak dengan
periode T = ∏/6, tentukan gaya yang dibutuhkan untuk menggerakan kedua massa
tersebut sejauh 2 cm.
A. 4,66 N
B. 4,76 N
C. 5,66 N
D. 5,76 N
E. 6,76 N
Soal : 29
Model
simple dari molekul CO2 digambarkan dengan 3 struktur massa dengan
gaya elektrik yang mengikat kedua massa tersebutdi digambarkan oleh dua pegas
yang berada di posisi setimbang dengan panjang L dan konstanta pegas k, seperti
ditunjukkan pada gambar berikut.
Asumsikan
hanya ada satu kemungkinan gerak dari posisi kesetimbangan dengan kata lain
abaikan gerak rotasi. Misalkan m adalah massa O – dan M massa C++.
Carilah persamaan gerak dari system tersebut kemudian hitunglah semua
kemungkinan nilai ω.
Soal : 30
Sebuah
batang bermassa M = 9 kg dihubungkan dengan 2 pegas yang memiliki konstanta
pegas masing – masing k1 = 12 N/m dan k2 = 15 N/m seperti
ditunjukkan pada gambar berikut.
Jika panjang L1 = 1 m, L2 = 2 m dan panjang total batang adalah L = 3 m, maka nilai ω2. Jika batang disimpangkan ke kanan sejauh x adalah …
A. 14
B. 12
C. 8
D. 6
E. 4
Terima
kasih sudah berkunjung dan jangan lupa mengisi
kolom komentar di bawah ya.