babak penyisihan olmipa...
TRANSCRIPT
Untuk Siswa SMA / yang sederajat se- Jawa Bali terbuka
FISIKABerfikir Ilmiah, Menantang Dunia
BABAK PENYISIHAN
OLMIPA 2014Olimpiade Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
1
Petunjuk Mengerjakan
1. Isilah lembar jawaban dengan menggunakan pensil 2B.
2. Tuliskan secara lengkap Nama Peserta, Nomer Peserta, Tanggal Lahir, Jenis
Kelamin, Bidang Kompetisi, Asal sekolah, dan bubuhkan tanda tangan pada lembar
jawaban pada kotak yang telah disediakan.
3. Ujian seleksi ini terdiri dari 40 soal pilihan ganda dan 3 soal essai.
4. Untuk Soal Pilihan Ganda, setiap nomer jika dijawab benar akan diberi nilai 4 poin;
jika dijawab salah akan diberi nilai -1 poin, bila tidak dijawab diberi nilai 0 poin.
5. Untuk Soal Essai, setiap tahap akan diberikan poin tertentu.
6. Waktu yang disediakan 120 menit.
7. Semua jawaban harus ditulis dilembar jawaban yang tersedia.
8. Peserta boleh menggunakan kalkulator.
9. Peserta dapat mengerjakan soal apabila sudah ada tanda mulai dari pengawas.
10. Peserta tidak diizinkan meninggalkan tempat ujian sebelum waktu ujian berakhir.
11. Peserta harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari pengawas.
1
1
Tabel Konstanta
Nama Simbol Nilai Satuan
Kecepatan cahaya (dalam ruang hampa)
Konstante Magnetik
Konstante Elektrik
Konstante gravitasi Newton
Konstante Plank
Muatan elementer
Massa elektron
Massa proton
Konstante struktur halus -
Konstante gas Molar
Konstante Boltzman
Angka Avogadro
Konstante Rydberg
Percepatan gravitasi
Tekanan atmosfer
Radius atom Bohr
Elektron-Volt
2
1
SOAL PILIHAN GANDA
1. Suatu pesawat bergerak dengan kecepatan melalui udara dengan kerapatan . Dengan
menggunakan metode dimensi, maka persamaan gaya angkat persawat dalam
adalah lebar pesawat dan adalah konstanta yaitu...
a.
b.
c.
d.
e.
2. Dari titik E, yaitu pada ketingian h, peluru 1 ditembakan dengan kecepatan dengan
sudut elevasi . Peluru 2 ditembakkan dengan kecepatan dan berlawanan arah dengan
peluru 1. Maka persamaan jarak kedua peluru ketika mengenai tanah adalah...
a.
√
b.
√
c.
√
d.
√
e.
√
3. Two masses are connected by a pulley whose mass is negligible. When the
mass ofthe rope and pulley frictionis negligible, then the equation is the center of mass of
the system is... )
a. (
)
b. (
)
c. (
)
d. (
)
e.
𝑚
𝑚
𝜃 𝜈
B A C D
E F 𝜈
1
2
Gambar Lintasan Gerak Parabola pada Soal no. 2.
tanah
3
1
4. Pipa saluran air PDAM dipasang mendatar dengan luas penampang yang berbeda, yaitu
A1= 6 cm2 dan A2= 3 . Aliran air pada luas penampang A1 adalah 3 cm/s. Tentukan
beda tekanan antara A1 dan A2
a. 25 g/cm s2
b. 12,5 g/cm s2
c. 13,5 g/cm s2
d. 10,5 g/cm s2
e. 7 g/cm s2
5. Tentukanlah kecepatan benda di titik B, apabila benda tersebut diluncurkan dari titik A
tanpa kecepatan awal!
a. √
b. √
c. √
d. √
e. √
6. Sebuah keran yang bocor mempunyai air yang menetes turun secara teratur, tetes air itu
turun dalam selang waktu yang sama di sebuah medan gravitasi konstan, saat tetesan
pertama pada suatu jarak 16a dari keran tepat jatuh diatas tanah, diatasnya ada 3 tetes air
lagi (namakan tetes 2, 3, dan 4) yang jatuh berturut-turut dan ada satu tetes yang baru
persis akan terlepas dari keran.
Berapakah waktu selang masing-masing tetesan ?
a. √ /4
b. √
c. √ /4
d. √ /4
e. √ /4
7. Berdasarkan soal di atas (soal no 6). Tentukan jarak dari tetesan 4 ke tetesan ke 2!
2
1
3
4
5
4
1
a.
b.
c.
d.
e. 9a
8. Saat tetes pertama telah mencapai jarak 10a, berapakah jaraknya terhadap tetes ke 3?
a.
b.
c.
d.
e. 10 a
9. In the system (Figure3), by ignoring friction. The mass of the pulley and rope, then the
accelerations equation of the triangle is...
a.
b.
c.
d.
e.
10. A system consist of two springs which is connected in series and has a spring constant
. The energy minimum should be made to stretch along Δl system is ...
(Hint: force is varies depending on the amount of strain the spring, use the average
force).
a.
(
)
b. (
)
c.
(
)
d.
(
)
e. (
)
2
1
α
Figure 3
5
1
11. Sebuah peluru bermassa ditembakkan ke dalam suatu balok bermassa yang
digantungkan oleh dua utas tali dengan panjang . Balok ini berayun sedemikian
sehingga tali membentuk sudut (maksimum) terhadap vertikal. Kecepatan peluru
sebelum menumbuk balok adalah...
a.
(
)√
b. (
)√
c. (
)√
d. (
)√ (
)
e. (
)√ (
)
12. Berdasarkan soal di atas, energi kinetik yang berubah menjadi energi panas adalah...
(energi kinetik awal: )
a. (
)
b. (
)
c. (
)
d. (
)
e. (
)
13. A Fisherman drive his boat with velocity 10 m/s . The mass of the fisherman is 50 kg and
the boat is 150 kg. Determine the boat’s velocity when the fisherman jump out from his
boat with velocity 5 m/s in the reverse direction of the boat velocity!
a. 1,5 m/s
b. -15 m/s
c. 15 m/s
d. 11,67 m/s
e. -11,67 m/s
14. Determine the force pulling the stone down the hill if a boy, named Bono throw a 2 kg
stone in an ice covered hill inclined at an angle of 30o with the horizontal!
a. 9,8 N
𝜃 𝑙
6
1
b. 4,9 N
c. 7,2 N
d. 10 N
e. 8,9 N
15. Perhatikan pernyataan berikut ini:
Terdapat sebuah buku diktat Fisika diletakkan di dekat sebuah pensil di atas bangku
kelas
(i) Pasangan gaya aksi reaksi terjadi antara buku, pensil, dan bumi secara bersamaan
(ii) Gaya aksi reaksi masing-masing terjadi antara buku dan meja, serta pensil dan meja
(iii) Besarnya gaya aksi sama dengan gaya reaksi
(iv) Buku mengalami percepatan ke bawah akibat gaya gravitasi bumi
Berikut pernyataan yang benar...
a. (i), (iii), (iv)
b. (ii), (iii), (iv)
c. (i), (iii)
d. (ii), (iii)
e. (iii), (iv)
16. Seorang yang beratnya W berada di dalam elevator yang beratnya juga W dan sedang
dipercepat ke atas dengan percepatan a. Orang tersebut memanjat tangga di dalam
elevator dengan kecepatan u terhadap elevator. Jika percepatan gravitasi di tempat itu
adalah g dan kecepatan elevator saat itu V, maka daya total yang dikeluarkan terkait
orang itu adalah
a. W (1-
) (V - u)
b. W (1+
) (V - u)
c. W (1-
) (V + u)
d. W (1+
) (V + u)
e. W (1+
) (V - u)
17. Sebuah pegas yang digantung vertikal panjangnya 15 cm. Jika diregangkan dengan gaya
0,5 N panjang pegas menjadi 27 cm. Berapa panjang pegas jika diregangkan dengan
beban bermassa 60 gram? (g= 10 m/s2).
7
1
a. 32,4 cm
b. 31,5 cm
c. 29,4 cm
d. 29,0 cm
e. 28,5 cm
18. Pada sistem gambar no. 4, bandul meluncur bebas sepanjang suatu lintasan berbentuk
setengah lingkaran berjari-jari R. Sistem berputar dengan kecepatan sudut c terhadap
sumbu vertikal dde. Bandul berada dalam keadaan setimbang ketika...
a. fgh � = �ij
b. fgh � = �ij$
c. fgh � = ��ij
d. fgh � = ��ij$
e. fgh � = ��ij$
19. Sebuah disk yang diletakkan mendatar berputar dengan kecepatan sudut konstan
c k'l/h terhadap sumbu vertikal yang melalui pusat disk. Sebuah benda kecil bermassa
% �! bergerak sepanajng diameter disk dengan kecepatan �e ?%/h yang selalu konstan
relatif terhadap disk. Total gaya yang dirasakan benda ketika benda pada jarak k ?% dari
sumbu putaran yaitu...
a. %�!� + c�k� + (2�′c)�
b. %�!� + cnk� + (2�′c)�
c. 2%�!� + c�k� + (2�′c)�
d. 2%�!� + c�k� + (2�′ck)�
e. 2%�!� + cnk� + (2�′ck)�
20. A small object begins to slide from the top of a circle (O) in radius R.The Small object
leaving the track in a circle (O') when...
a. fgh � = �o
b. fgh � = ��
c. fgh � = �� √2
�
de
d Gambar soal no. 4
� de
d
8
1
d. fgh � = �o
e. fgh � = �o √2
21. What is the moment inertia of a thin circular disc of mass m and radius r about its
diameter ?
a. �n %k�
b. �� %k�
c. on %k�
d. o� %k�
e. p� %k�
22. Sebuah lampu hias bermassa 1,5 kg digantungkan pada tali sepanjang 50 cm. Lampu
tersebut dapat berputar dalam lintasan lingkaran seperti pada gambar. Tentukanlah
kecepatan sudut dari sistem tersebut!
a. * )�q (���-�/�
b. * �q (���-�/�
c. * �) q (���-�/�
d. * )�q �RS �-
+$
e. * �q �RS�-�/�
23. Dua buah tongkat bermassa jenis sama yang saling bersandar satu sama lain diletakkan
di atas lantai dengan engsel putar. Tentukan sudut minimum � agar tongkat tidak terjatuh
(Apabila diketahui koefisien gesekan antar tongkat adalah r).
a. s'��� ≤ r
b. h�� � ≤ 1/r
c. s'� � ≤ 1/r
d. s'��� ≤ 1/r
e. s'��� ≥ 1/r
9
1
24. Find the inertia of a ring with mass m, where is the
of that ring is concentrated in a
one point and the rest of mass is distributed along the surface of the ring!
a.
b.
c.
d.
e.
25. Sebuah manik-manik bermassa m bergerak di lintasan berupa lingkaran berjari-jari r
yang berdiri vertikal. Tentukan Lagrangian dari manik-manik tersebut.
a.
b.
c.
d.
e.
26. Homogeneous rod tip lean on the wall, the rod makes an angle Θ to the surface, the mass
of the rod is m, and length is L, if the coefficient of friction is μ then.
Show the coefficient of friction between floor and rod?
a.
b. √
c.
√
d.
e.
27. If the force of friction (Question 26) is 0,75 N, and OA=OB=5, how many Kg the mass
of rod is (g= 10 m/s2)?
a. 0,375 Kg
b. 0,375√ Kg
c. 0,150 Kg
d. 0,41 Kg
A O ϴ
B
Fs. ?
10
1
e. 0,53 Kg
28. A rope is wrapped on a solid cylinder, the cylinder has 30 kg of mass and a diameter is
0.2 m and it rotates in the horizontal axis, it was arrested by free friction buffer, then the
rope is pulled by a constant force of 7 N equal to 3 m, find the end velocity of the rope?
(g= 10 m/s2)
a. 1 m/s
b. 2 m/s
c. 3 m/s
d. 4 m/s
e. 5 m/s
29. Jupiter's period of revolution is times the period of revolution of the Earth. Assumed
that planets is in circular orbits. The ratio of the distance between Jupiter-Sun with
the Earth-Sun is...
a.
b.
c.
d.
e.
30. The orbit of space craft is near the Earth's surface is assumed a circular path. The extra
speed of the air craft in order to beat the gravity that is...
a. √
b. √
c. √ √
d. √ √
e. 2 √ √
31. Sebuah pesawat bergerak dengan kecepatan 0,5c terhadap pengamat yang diam di Bumi. Kemudian, pesawat tersebut menembakkan peluru dengan kecepatan 0,6c searah dengan gerak pesawat. Besarnya kecepatan peluru terhadap Bumi adalah?
a. 0,58c
b. 0,61c
11
1
c. 0,84c
d. 0,85c
e. 0,91c
32. Ketika bergerak, panjang sebuah rudal yang diluncurkan oleh sebuah pesawat tempur menjadi seperempat dari panjang rudal itu ketika dalam keadaan diam. Jika c adalah kecepatan cahaya, maka kecepatan rudal itu relatif terhadap pengamat yang diam adalah?
a.
c√
b.
c√
c.
c√
d.
c√
e.
33. Sebuah pesawat antariksa bergerak secara relativistik sehingga energi kinetiknya menjadi 3/8 kali energi diamnya. Maka kecepatan pesawat tersebut adalah...
a. 0,81c
b. 0,56c
c. 0,71c√
d. c√
e.
c√
34. Sebuah elektron dalam atom H-1 berada pada orbit Bohr n=2. Kelajuan elektron tersebut adalah?
a. 10,9x105 ms-1
b. 0,125x108 m/s-1
c. 0,7x108 ms-1
d. 0,52x106 ms-1
e. 0,91x107 ms-1
12
1
35. Berapakah momentum elektron yang energinya 0,92 MeV?
a. 2,1 MeV/c
b. 1,7 MeV/c
c. 1,61 MeV/c
d. 1,51 MeV/c
e. 1,34 MeV/c
36. Berdasarkan eksperimen, seorang ilmuan mengamati bahwa sinar yang dipancarkan bintang X mengalami pergeseran merah. Dapat ditarik kesimpulan bahwa?
a. Bintang X bergerak dengan kecepatan rendah
b. Bintang X menjauhi Pengamat (Ilmuan)
c. Bintang X mempunyai jarak yang dekat dengan Pengamat (Ilmuan)
d. Bintang X tidak bergerak
e. Bintang X mendekati Pengamat (Ilmuwan)
37. Energi dari sebuah elektron yang panjang gelombang de Broglienya 2 pm adalah?
a. 0,12 MeV
b. 0,56 MeV
c. 0,67 MeV
d. 0,8 MeV
e. 0,95 MeV
38. How fast must an object move before its length is contracted to one-half its proper length?
a. 1,2x108 ms-1
b. 1,7x106 ms-1
c. 1,8x108 ms-1
d. 2,6x108 ms-1
e. 2,2x108 ms-1
13
1
39. Find the velocity and momentum of an electron with a kinetic energy of 10 MeV?
a. 0,21c and 9 MeV/c
b. 0,71c and 10,5 MeV/c
c. 0,8c and 11,7 MeV/c
d. 0,9988c and 10,5 MeV/c
e. 0,9988c and 12,6 MeV/c
40. Two rockets are leaving their space station along perpendicular paths, as measured by an observer on the space station. Rocket 1 moves at 0,60c and rocket 2 moves at 0,80c, both measured relative to the space station. What is the velocity of rocket 2 as observed by rocket 1?
a. 0,115c
b. 0,67c
c. 0,75c
d. 0,88c
e. 0,991c
14
1
SOAL ESSAI
1. Sebuah silinder homogen berjari-jari dan bermassa dapat berputar bebas pada
sumbunya. Seutas tali tipis yang panjangnya dan massanya dililitkan pada silinder
itu. Hitunglah percepatan sudut silinder sebagai fungsi panjang bagian tali yang
tergantung y!
2. Sebuah peti besi bermassa m= 500 kg tergantung oleh seutas tali dari suatu palang
dengan dimensi a=2 m dan b=3,5 m. Balok palang seragam tersebut memiliki massa
sebesar 100 kg. Tentukan sudut antara arah gaya neto F yang dikerahkan pada balok
oleh engsel dan garis tengah balok.
3. At a distance equal to the radius of the Earth’s orbit (1,5x10
11 m), the sun’s radiation
has an intensity of about 1,4x103 W/m2. Find the rate at which the sun is losing mass
persecond!
y
15