soal olimpiade tk kota 2004

SOAL-SOAL SELEKSI FISIKATINGKAT PROPINSI - 2004

01.  Sebuah bola kecil bermassa m diletakkan di atas papan bermassa M yang terletak pada bidang datar licin. Bola kemudian diberi kecepatan n.  Lihat gambar 1 di bawah ini.

                                                                                           

                  

      Bola meninggalkan papan di titik P.    Hitung nilai M, supaya bola dapat mendarat di titik P lagi.  

02.  Sebuah balok bermassa m mula-mula diam pada bidang licin yang bermassa  M dan sudut kemiringan q. Bidang M terletak di atas bidang horizontal yang licin. (Lihat gambar 2 di bawah ini).  Jika balok m mulai bergerak, berapakah percepatan horizontal bidang M?  Berapakah nilai q (anggap m = M) supaya percepatan horizontal bidang M  maksimum?

    

03.  Sebuah bola kecil dengan dengan kerapatan homogen, jari-jari r  menggelinding tanpa slip disekitardasar silinder yang berjari-jari R.   (lihat gambar 3). Anggap r << R. Berapa frekuensi osilasi bola disekitar dasar        silinder ?                                               

                                                                                  

04.  Sebuah tongkat massa m, panjangnya l  berotasi dengan frekuensi w terhadap  sumbu vertikal (lihat gambar 4). Batang membentuk sudut q terhadap sumbu vertikal dan berpivot pada pusat massa. Batang dipertahankan pada gerak ini       dengan dua tali yang tegak lurus terhadap sumbu rotasi. Berapa tegangan tali T? (momen inersia batang terhadap pusat massa  I =  m l²)

05. Sebuah bola dilemparkan dengan laju v dari dasar bidang datar dan sudut elevasinya q.  Supaya panjang lintasannya maksimum maka harus memenuhi syarat …..

Petunjuk:

                dz  =

06.  Sebuah keranjang yang massanya dapat diabaikan, mula-mula berisi pasir dengan massa M.  Keranjang dihubungkan ke dinding dengan seutas tali (massa tali diabaikan) dengan tegangan tali T tetap (T tidak tergantung panjang tali). Gesekan dengan lantai diabaikan.  Panjang tali mula-mula L. Setelah beberapa saat, jarak keranjang terhadap dinding x dan massa pasir m. Setelah keranjang mulai bergerak kearah dinding, keranjang bocor sehingga pasir keluar dengan laju:

 =   .

a.       Berapa energi kinetik pasir dalam keranjang sebagai fungsi jarak terhadap dinding?  Berapa nilai maksimumnya?

b.      Berapa momentumnya sebagai fungsi jarak terhadap dinding?  Berapa nilai maksimumnya?

                                                                      

07.  Pesawat ruang angkasa dengan massa m mengorbit bulan dalam lintasan melingkar pada ketinggian h dari permukaan bulan. Pesawat akan mendarat di permukaan bulan. Mesin jet pesawat ini dinyalakan di titik X dalam waktu yang singkat. Kecepatan gas buang dari penyembur adalah  u  relatif terhadap pesawat tersebut.  Jari-jari bulan  R  , percepatan gravitasi di permukaan bulan g. Pesawat ini dapat mencapai permukaan bulan dengan dua cara :

a.       Pesawat mencapai permukaan bulan di titik A yang berada pada sisi yang berlawanan dengan titik  X.

b.      Pesawat menyentuh permukaan bulan secara tangensial pada titik B setelah pesawat memberikan momentum ke pusat bulan saat ia berada di titik  X.

Hitunglah jumlah bahan bakar yang dibutuhkan ( m_f ) untuk kedua kasus tersebut di atas.