SENIOR HIGH SCHOOL OLYMPIAD 2022

 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 h^α g^β m^γ 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 V_mobil ? dengan kondisi akhir mobil tepat menyentuh bagian belakang becak. Jika iya, maka tentukanlah besarnya V_mobil.

A.   v_mobil = 0 m/s

B.   v_mobil = 2 m/s

C.   v_mobil = 4 m/s

D.  v_mobil = 6 m/s

E.   v_mobil = 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.

Bila sudut kemiringan bidang adalah α = 60⁰, maka tentukan jarak jatuhnya peluru R dihitung dari puncak bidang miring.

Soal : 8

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.   f_g = 2√2 N

B.   f_g = 3√2 N

C.   f_g = 4√2 N

D.  f_g = 5√2 N

E.   f_g = 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 μ_k = 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 m_A bergerak ke kanan dengan laju v_A sedangkan benda B bermassa m_B bergerak ke kiri dengan laju v_B. Keduanya berada pada bidang licin dan terjadi tumbukan secara elastik. Bila m_B = 2m_A. 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 μ_k. 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.