Lomba fisika uki 1997

287 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
287
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
7
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Lomba fisika uki 1997

  1. 1. 3. Sebuah bola A bergulir mendatar tanpa slip dengan kecepatan V mendekati bola lain B yang diam. Massa masing-masing bola M. Beberapa saat setelah tumbukan, kedua bola akan bergulir tanpa slip lagi (selama tumbukan bola bisa slip). Hitung berapa energi sistem yang hilang jika energi mula- mula adalah E. Anggap tumbukan terjadi secara elastik sempurna. A B 2. Suatu komet bergerak dalam suatu orbit pada ketinggian R/2 diatas permukaan bumi. Kecepatan komet di titik A sama dengan vA . Dititik A ini komet ditumbuk oleh sebuah meteorit (lihat gambar) hingga mencapai jarak 2R/3 dari permukaan bumi(titik B). Hitung sudut defleksi maksimum, θ yang disebabkan oleh tumbukan ini. Massa bumi M dan jari-jari bumi R. θ A B LombaFisikaTingkatSMU Se- Indonesia 3 - 5 November1997 UNIVERSITASKRISTENINDONESIA LEMBARSOAL hal. 1 1. Suatu cakram tipis A dapat bergulir tanpa slip pada suatu bidang datar. Sebuah cakram lain, B digantungkan pada cakram A di titik P seperti pada gambar (cakram B dapat berputar bebas di titik P). Jari-jari cakram B ½ R( jari-jari cakram A adalah R). Massa cakram A dan B masing-masing M dan m. Hitung kecepatan sudut mula-mula pada cakram A ketika suatu gaya mendatar F diberikan pada pusat cakram A. P F
  2. 2. 4. Anggap M dan m menyatakan massa matahari dan bulan. Jarak matahari – bumi adalah R sedangkan jarak bulan ke bumi adalah r. Hitung perbandingan pasang yang terjadi di bumi yang disebabkan oleh matahari dan bulan. 5. Dua balok bermassa m1 dan m2 dihubungkan dengan seutas tali. Tali dilewatkan melalui suatu katrol yang dipasang pada sebuah balok segitiga yang dapat bergerak. Sudut-sudut pada bidang miring adalah α1 dan α2 . Keseluruhan sistem ini diletakkan diatas meja yang licin sekali. Mula-mula ketiga balok ini dipegang (diam), setelah balok-balok ini dilepas balok-balok akan bergerak dipercepat. Hitung percepatan balok segitiga ini. Anggap m2 turun ke bawah dan massa balok segitiga M. Selamat Sukses m M bumi m1 m2 α1 α2 LEMBARSOAL hal. 3
  3. 3. 6. Suatu satelit dengan massa m bergerak dengan kecepatan V dalam suatu orbit melingkar dengan jari-jari R (pusat lingkaran terletak di titik O). Pada titik B, arah gerakan satelit tiba-tiba berubah tanpa merubah besar kecepatan. Sebagai akibatnya satelit bergerak dalam lintasan ellips sedemikian sehingga jarak OP adalah R/5. Hitung kecepatan satelit di P. x 0 R P R/5 α 7. Seorang anak bermassa m sedang bermain ayunan. Setiap kali ia melewati posisi vertikal ia menaikan letak titik pusat massanya setinggi b (dihitung dari pusat massa normal) dan ia menurunkan pusat massanya sedemikian sehingga berjarak b diabwah pusat massa normal (Perhatikan pada gambar ia bergerak dari 0-1-2-3-4). Hitung berapa besarnya usaha yang dilakukan anak itu selama 1 perioda osilasi (catatan: 0-1-2-3 adalah setengah perioda). 8. Suatu molekul terdiri dari 3 atom seperti pada gambar. Atom A bermassa m dan atom B bermassa M. Hitung frekuensi alamiah getaran atom B. (Catatan: jika Anda menghitung semua frekuensi alamiah yang mungkin, anda akan dapat tambahan 5 point). Permulaanpengetahuanadalahperolehlah pengetahuan dandengansegalayangkauperolehperolehlahpengertian. Junjunglah ini maka engkau akan ditinggikannya A B A 0 4 2 3 1 Pusat massa normal b ϕ0 ϕ LEMBARSOAL hal. 3
  4. 4. Lomba Fisika Tingkat SMU Se- Indonesia 3 - 5 November 1997 UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA LEMBAR SOAL EKSPERIMEN hal. 1 Menghitung Momen Inersia Batang (1a) (1b) Pada gambar 1a melukiskan suatu batang yang tergantung pada suatu sumbu putar. Pada sumbu putar juga digantungkan suatu bola. Pada waktu bola dilepaskan pada sudut tertentu misalnya α, bola akan menumbuk bagian bawah batang. Setelah tumbukan batang dan bola akan berayun bersama-sama (jika tumbukannya tidak lenting sama sekali) seperti ditunjukkan pada Gb. 1b. Teori α θ
  5. 5. Hubungan antara α dan θ pada gambar 1a dan 1b dapat dituliskan sebagai berikut: Dengan a sebagai fungsi m dan M sedang b adalah, dengan I adalah momen inersia batang, m massa bola dan M massa batang. Persamaan (1) adalah persamaan linier. Dengan mengetahui kemiringan (gradien) grafik cos θ sebagai fungsi cos α kita dengan mudah dapat menghitung besarnya momen inersia batang. Tugas: 1. Susun percobaan seperti pada gambar 1a. 2. Lakukan percobaan diatas dengan menggunakan lilin mainan sebagai bola/kotak. 3. Buktikan rumus (1) 4. Dengan menggunakan grafik cos θ sebagai fungsi cos α, hitung I. 5. Buat laporan kerja sebagai berikut: • Tulis tujuan percobaan • Gambar susunan percobaan • Buat tabel cos θ dan cos α • Buat suatu analisa grafik untuk menghitung momen inersia batang • Buat kesimpulan dan kesalahan eksperimen. • Tentukan faktor-faktor apa saja yang menyebabkan perhitungan Anda mungkin kurang akurat. cos cosθ α= +a b ................................ (1) b m m M mL mL I = + F HG I KJ + F HG I KJ1 2 2 2 ................................ (2) LEMBAR SOAL EKSPERIMEN hal. 2 Selamat Bekerja
  6. 6. 1. Suatu bola rongga dengan jari-jari R = 0,5 m berputar terhadap sumbu vertikalnya dengan kecepatan sudut ω= 5 rad/s. Pada dinding, pada ketinggian R/2 dihitung dari titik terendah bola, terdapat suatu balok kayu. a) Hitunglah koefisien gesekan agar balok kayu ini dapat bergerak bersama-sama dengan bola. b) seperti soal a tetapi bola berputar dengan kecepatan sudut 8 rad/s. 2. In a space research project, two schemes of launching a space probe (probe = semacam alat uji) out of the solar system are discussed. The first scheme is to launch the probe with a velocity large enough to escape from the gravitational pull of the solar system directly. According to the second scheme, the probe is to be sent approaching one of the outer planets. With the planet’s help changes, the probe will change its direction and reach the velocity necessary to escape from the soalr system. Assume that the probe moves under the gravitational field on only the sun or the planet, depending whichever field is stronger at that point under consideration. 2a) Determine the minimum velocity and its direction relative to the earth’s motion that should be given to the probe on launching according to the first scheme. 2b) Suppose that the probe has been launched in the direction determined in 2a, but with different speed. Find the velocity of the probe when it crosses the orbit of Mars, ie. Paralell and perpendicular components with respect to the orbit of Mars. Note that mars is not near the point of crossing when the probe is crossing the orbit of Mars 2c) If the probe is to enter the gravitational field of Mars, find the minimum launching velocity from the earth necessary for the probe to escape from the solar system. Hint. From result 2a we know the optimum magnitude and direction of the velocity of the probe that is necessary to escape from the solar system after leaving the gravitational field of Mars ()ne needs not worry about the precise position of Mars during the encounter) Find the relation between this velocity and the velocity components be- fore the probe eneter the gravitational field of Mars; ie, the components one deter- Lomba Fisika Tingkat SMU Se- Indonesia 3 - 5 November 1997 UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA LEMBAR SOAL TEORI (FINAL) hal. 1
  7. 7. Lomba Fisika Tingkat SMU Se- Indonesia 3 - 5 November 1997 UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA LEMBAR JAWABAN hal. 1 1. a. b. c. 2 α α α A A A F R M m F R m M F R M m = + F HG I KJ = + F HG I KJ = + F HG I KJ 3 4 9 8 3 4 9 2 3 8 3 2 2 a. b. c. sin sin sin θ θ θ = − F HG I KJ = − F HG I KJ = − F HG I KJ 10 9 1 15 1 15 1 9 2 3 1 3 2 1 2 2 2 1 2 GM RV GM RV GM RV A A A 3. a. 20 49 b. 2 3 c. 6 7 E E E0 0 0 4. a. Mr mR b. mr MR c. mR Mr 3 3 3 3 2 2 5. a. b. c. d. tidak ada jawaban yang benar m m m m M m m g m m m m M m m g m m m m m g 1 2 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 1 2 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 sin sin sin sin sin sin sin sin α α α α α α α α α α − − + + − + + − − + + b g b g b g b g b g
  8. 8. Lomba Fisika Tingkat SMU Se- Indonesia 3 - 5 November 1997 UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA LEMBAR JAWABAN hal. 1 7 3 6 12 0 0 2 0 . a. b. c. ∆ ∆ ∆ E mgb E mgb E mgb = = = φ φ φ 6 5 3 . a. V b. V c. 12V 0 0 0 ( ) ( ) ( ) BA BA BA BA BA BA mm mmk mm mmk mm mmk + + + π π π 2 1 c. 2 2 1 b. 2 2 2 1 a. .8
  9. 9. Lomba Fisika Tingkat SMU Se- Indonesia 3 - 5 November 1997 UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA Tata Tertib Lomba hal. 1 1. Semua soal merupakan soal pilihan ganda 2. Beri tanda silang pada jawaban yang benar dalam lembar jawaban 3. Semua jawaban harus disertai dengan langkah penyelesaiannya (tanpa langkah-langkah penyelesaian yang jelas, jawaban tidak akan diberi nilai) 4. Lembar jawaban + lembar pengerjaan dikumpulkan bersama-sama, jangan lupa menulis nama dan asal sekolah pada tiap halaman jawaban. 5. Jawaban ditulis dengan pulpen/ballpoint, tidak diperkenankan memakai pensil. 6. Tidak diperlukan kalkulator 7. Tidak diperkenankan pinjam meminjam alat tulis 8. Peserta diharapkan menjaga ketenangan pada saat test berlangsung. 9. Test Pendahuluan terdiri dari 2 tahap - Tahap 1: terdiri dari 5 soal (waktu: 3 jam) - Tahap 2: terdiri dari 3 soal (waktu : 2 jam)

×