2011 osnk fisika (tkunci)
β’Download as DOCX, PDFβ’
0 likesβ’306 views
lembar dan bahas osn fisika
![OSN Fisika Bedah soal
2011(kab/kota)
147 http://ibnu2003.blogspot.com
maka :
β΄ π = [
π1 β π2
π1 + π2
]ππππ πβ¦5)
besarnya tegangan tali T diperoleh dari memasukkan
persamaan 5) ke persamaan 2)
π1 ππππ π β π1 π πππ = π1 π
π1 =
π1 ππππ π
π πππ
[1 β
π1 β π2
π1 + π2
]
β΄ π1 = π2 = [
2π1 π2
π1 + π2
]
ππππ π
π πππ
β¦6)
besarnya gaya normal ( π1) diperoleh dari persamaan 6) ke
persamaan 1)
π1 = π1 ππ πππ + [
2π1 π2
π1 + π2
]
ππππ 2
π
π πππ
β΄ π1 = π
π1
π1 + π2
[ π1 π πππ + π2 π πππ +
2π2 πππ 2
π
π πππ
]
besar gaya normal ( π2), diperoleh dari persamaan 6) ke
persamaan 3)
π2 = π2 ππ πππ + [
2π1 π2
π1 + π2
]
ππππ 2
π
π πππ
β΄ π2 = π
π2
π1 + π2
[ π1 π πππ + π2 π πππ +
2π1 πππ 2
π
π πππ
]
c. besar besar kecepatan ( π1 πππ π2) ketika ( π1) mencapai
dasar bidang
π2
2π
π1
β=ππππ π
π£1 πππ 2π
π£2
π£2](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Similar to 2011 osnk fisika (tkunci)
Similar to 2011 osnk fisika (tkunci) (18)
More from SMA Negeri 9 KERINCI
More from SMA Negeri 9 KERINCI (14)
Recently uploaded
Recently uploaded (20)
2011 osnk fisika (tkunci)
- 1. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 146 http://ibnu2003.blogspot.com 1. Pembahasan π1 = 5ππ, π2 = 2ππ πππ π = 10ππ β2 π = 300 ; π = 1π; π = 10π/π 2 a. gambarkan gaya normal pada bidang N, gaya tongkat pada tali T dan gaya berat w b. besar gaya tekan tongkat pada bola, gaya normal pada bidang dan percepatan ( π1 πππ π2) pada saat mereka mulai bergerak. percepatan sesaat kedua bola adalah a. bola ( π1) π1 = π€1π¦ + π1π¦ π1 = π1 ππ πππ + π1 πππ πβ¦ 1) π€1π₯ β π1π₯ = π1 π π1 ππππ π β π1 π πππ = π1 πβ¦2) bola ( π2) π2 = π€2π¦ + π2π¦ π2 = π2 ππ πππ + π2 πππ π β¦3) π€2π₯ β π2π₯ = π2 π π2 ππππ π β π2 π πππ = π2 πβ¦4) persamaan 2) dan 4) digabungkan akan diperoleh percepatan sebesar : π1 ππππ π β π1 π πππ = π1 π π2 ππππ π β π2 π πππ = π2 π π1 ππππ π β π2 ππππ π = ( π1 + π2) π β π π2 π1 π π π1 π π2 π π1 π2 π₯ π¦ π€1π₯ π€1π¦ π1π₯ π1π¦ π ππ π€2π¦ π€2π₯ π2π₯ π2π¦ π π π
- 2. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 147 http://ibnu2003.blogspot.com maka : β΄ π = [ π1 β π2 π1 + π2 ]ππππ πβ¦5) besarnya tegangan tali T diperoleh dari memasukkan persamaan 5) ke persamaan 2) π1 ππππ π β π1 π πππ = π1 π π1 = π1 ππππ π π πππ [1 β π1 β π2 π1 + π2 ] β΄ π1 = π2 = [ 2π1 π2 π1 + π2 ] ππππ π π πππ β¦6) besarnya gaya normal ( π1) diperoleh dari persamaan 6) ke persamaan 1) π1 = π1 ππ πππ + [ 2π1 π2 π1 + π2 ] ππππ 2 π π πππ β΄ π1 = π π1 π1 + π2 [ π1 π πππ + π2 π πππ + 2π2 πππ 2 π π πππ ] besar gaya normal ( π2), diperoleh dari persamaan 6) ke persamaan 3) π2 = π2 ππ πππ + [ 2π1 π2 π1 + π2 ] ππππ 2 π π πππ β΄ π2 = π π2 π1 + π2 [ π1 π πππ + π2 π πππ + 2π1 πππ 2 π π πππ ] c. besar besar kecepatan ( π1 πππ π2) ketika ( π1) mencapai dasar bidang π2 2π π1 β=ππππ π π£1 πππ 2π π£2 π£2
- 3. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 148 http://ibnu2003.blogspot.com pada waktu ( π1) mencapai dasar dengan kecepatan ( π£1), maka bola ( π2) kembali ke posisi semula dengan kecepatan yang besarnya searah dengan sumbu x pada benda ( π1) yaitu ( π£1 πππ 2π). maka persamaan hukum kekekalan anergi menjadi π1 πβ + π2 πβ = π2 πβ + 1 2 π1 π£1 2 + 1 2 π2 π£2 2 2π1 πππππ π = π1 π£1 2 + π2(π£1 πππ 2π)2 2π1 πππππ π = π£1 2 (π1 + π2 πππ 2 2π) π£1 = β 2π1 πππππ π π1 + π2 πππ 22π = β 2.5.10.1.(β3/2) 5+ 2/4 = β 100β3 11 π£2 = π£1 πππ 2π = π£1 2 = 1 2 β 100β3 11 = β 25β3 11 2. Pembahasan Diagram bebas gaya-gaya pada sistem a. besar Percepatan sistem pada benda M ππ β π1 = ππ π1 = ππ β ππ β¦1) pada benda ( π1) bagian atas π1 β π2 β 2ππ = π1 πβ¦2) pada benda ( π1) bagian bawah π2 β π0 β 2ππ = π2 π nilai ( π0 ) berbanding dengan 2 kali massa ( π1) dan 2 kali massa ( π2), maka : π0 = π(2π1 + 2π2) π ππ π1 π1 π2 π ππ π π2 π1 π1 π2 ππ ππ ππ ππ π0 ππ π
- 4. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 149 http://ibnu2003.blogspot.com sehingga π2 β π(2π1 + 2π2) π β 2ππ = π2 πβ¦3) untuk silinder ( π2), gaya gesek kedua papan ( π1) memiliki besar yang sama supaya tidak slip, maka momen torsi pada silinder menjadi : Ξ£π = πΌπΌ β Ξ£π = 2ππ. π dengan momen inersia silinder ( πΌ = π2 π2 /2), maka : 2ππ. π = π2 π2 2 π π ββ΄ ππ = 1 4 π2 πβ¦ 4) masukkan persamaan 4) ke persamaan 2) dan 3) pada benda ( π1) bagian atas π1 β π2 β 2ππ = π1 π π1 β π2 β 1 2 π2 π = π1 πβ¦ 5) pada benda ( π1) bagian bawah π2 β π(2π1 + 2π2) π β 2ππ = π1 π π2 β π(2π1 + 2π2) π β 1 2 π2 π = π1 π π2 = π(2π1 + 2π2) π + 1 2 π2 π + π1 πβ¦6) masukkan persamaan 6) ke persamaan 5) π1 β [π(2π1 + 2π2) π + 1 2 π2 π + π1 π] β 1 2 π2 π = π1 π π1 β [ π(2π1 + 2π2) π] = 2π1 π + π2 π π1 = [ π(2π1 + 2π2) π] + 2π1 π + π2 π β¦7) masukkan persamaan 7) ke 1) π(2π1 + 2π2) π + 2π1 π + π2 π = ππ β ππ π(2π1 + π2 + π) = ππ β π(2π1 + 2π2) π β΄ π = ππ β 2ππ( π1 + π2) (2π1 + π2 + π) b. besar minimum M agar sistem masih bisa bergerak untuk mencapai besar M minimum, maka percepatan sama dengan nol π = ππ β ππ(2π1 + 2π2) (2π1 + π2 + π) = 0 ππ β ππ(2π1 + 2π2) = 0 ππ = ππ(2π1 + 2π2)
- 5. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 150 http://ibnu2003.blogspot.com β΄ π = π(2π1 + 2π2) c. besar Gaya pada dinding tempat memasang katrol perhatikan gambar gaya berikut ! gaya pada dinding T berbanding dengan 2 kali besar tegangan tali ( π2 ), maka : π = 2π2 π2 = π(2π1 + 2π2) π + (π1 + π2 2 )π 2π2 = 4ππ( π1 + π2)([2π1 + π2] + π) + (2π1 + π2)[ ππβ 2ππ( π1 + π2)] (2π1 + π2 + π) dengan memisalkan π = 4ππ( π1 + π2)([2π1 + π2] + π) π = (2π1 + π2)[ ππ β 2ππ( π1 + π2)] maka : π2 = 1 2π1 + π2 + π ( π + π 2 ) penjabaran ( π+π 2 ), menjadi : π = 4ππ( π1 + π2)[2π1 + π2] + 4πππ( π1 + π2) π = ππ(2π1 + π2) β 2ππ( π1 + π2)(2π1 + π2) π + π = 2ππ( π1 + π2)[2π1 + π2] + ππ(2π1 + π2)+ 4πππ( π1 + π2) π + π = [2π1 + π2 ][2ππ{( π1 + π2 ) + π}] + 4πππ( π1 + π2 ) π + π 2 = [ π1 + π2 2 ] [2ππ{( π1 + π2 ) + π}] + 2πππ( π1 + π2 ) maka : π2 = π [π1 + π2 2 ][2π{( π1 + π2) + π}] + 2ππ( π1 + π2) 2π1 + π2 + π Gaya pada dinding adalah : β΄ π = 2π [π1 + π2 2 ] [2π{( π1 + π2) + π}] + 2ππ( π1 + π2) 2π1 + π2 + π π2 π2 π
- 6. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 151 http://ibnu2003.blogspot.com 3. Pembahasan a. Perhatikan gambar diagram begas dari gaya-gaya yang bekerja pada roda saat bergerk ke depan b. besar kecepatan pusat massa roda ketika mulai menggelinding tanpa slip (nyatakan dalam R dan ( π0)) lihat gambar.1 Dinamika Rotasi roda( πΌ = ππ 2 ; ππ = πππ) Ξ£π = πΌπΌ β Ξ£π = βππ π πΌπΌ = βππ π ππ 2 πΌ = βππππ β΄ πΌ = β ππ π β π = βππ Dinamika translasi roda Ξ£πΉ = ππ ππ = ππ πππ = ππ β΄ π = ππ lihat gambar.2 Kinematika translasi roda( π£0 = 0) π£π = π£0 + ππ‘ π£ππ = π£π = ππ‘ = πππ‘ β΄ π‘ = π£ππ ππ persyaratan benda tanpa slip : π£ππ = π π π π0 π π π£ πππ π ππ ππ π roda menggelinding tapi slip ππ ke arah depan karenaroda memiliki kecepatan sudut awal roda menggelinding tapi slip ππ = 0 (gaya gesek kinetik roda nol) menggelinding tanpa slip gambar.1 gambar.2
- 7. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 152 http://ibnu2003.blogspot.com π π = π£ππ π Kinemarika rotasi pada roda : diketahui : πΌ = β ππ π ; π‘ = π£ππ ππ ; π π = π£ππ π maka : π π = π0 + πΌπ‘ π£ππ π = π0 + (β ππ π )( π£ππ ππ ) 2π£ππ π = π0 β΄ π£ππ = π0 π 2 4. Pembahasan Saat lift berada di titik terendah, pegas tertekan sejauh x, energi potensial di titik terendah sama dengan nol, sehingga persamaan hukum kekekalan energi mekanik adalah : ππβ + πππ₯ = 1 2 ππ₯2 0 = ππ₯2 β 2πππ₯ β 2ππβ dengan menggunakan rumus abc, maka π₯12 = π Β± β π2 β 4ππ 2π ( π = π; π = 2ππ; π = 2ππβ) maka : π₯12 = 2ππ Β± β4π2 π2 + 4(2ππβπ) 2π β π₯ β ππ πΉπ
- 8. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 153 http://ibnu2003.blogspot.com π₯12 = ππ Β± β π2 π2 + 2ππβπ π nilai x yang memenuhi syarat adalah bertanda positif β΄ π₯ = ππ + β π2 π2 + 2ππβπ π untuk nilai kuadrat x adalah : π₯2 = π2 π2 + π2 π2 + 2ππβπ π2 hukum II Newton saat lift di titik terendah dan akan terangkat ke atas, maka percepatan lift adalah : ( π β€ 5π) πΉπ β ππ = ππ ππ₯ β ππ β€ 5ππ masukkan nilai ( π₯2 ), maka : ππ₯ β ππ β€ 5ππ π2 π₯2 β π2 π2 β€ 25π2 π2 π2 [ π2 π2 + π2 π2 + 2ππβπ π2 ] β π2 π2 β€ 25π2 π2 2ππβπ β€ 25π2 π2 β π2 π2 βπ β€ 12ππ β΄ π β€ 12ππ β
- 9. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 154 http://ibnu2003.blogspot.com 5. Pembahasan perhatikan gambar berikut, untuk syarat massa ( π2) agar kedua balok ( π1 πππ π) bergerak bersama-sama dengan menyatakan hubungan ( π2) dengan besaran-besaran ( π1, π, πΌ, π , πππ π π ) pada benda ( π1) agar tetap di atas benda M, maka : ππ = π π π1 π β ππ β₯ π1 π π π π1 π β₯ π1 π β΄ π β€ π π πβ¦ 1) pada benda M : π1 β ππ = ππ β π1 β π π π1 π = ππ π1 = π π π1 π + ππ β¦2) pada benda ( π2) π2 π β π2 = π2 π π2 = π2 π β π2 πβ¦3) pada katrol dengan momen inersia ( πΌ) Ξ£π = πΌ π π β Ξ£π = (π2 β π1)π πΌ π π 2 = ( π2 β π1 )β¦ 4) masukkan pers 2) dan 3) ke pers 4) πΌ π π 2 = [( π2 π β π2 π) β ( π π π1 π + ππ)] ππ π1 π ππ1 ππ ππ π1 π1 π2 π2 π π2 π π1 π2
- 10. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 155 http://ibnu2003.blogspot.com β΄ π = π2 π β π π π1 π (π + π2 + πΌ π 2) β¦ 5) masukkan pers 1) ke pers 5), maka π2 π β π π π1 π π + π2 + πΌ π 2 β€ π π π β π2 π β π π π1 π β€ π π π(π + π2 + πΌ π 2 ) β΄ π2 β€ π π (π + π2 + π1 + πΌ π 2 ) 6. Pembahasan perhatikan gambar gaya-gaya pada sistem ! a. syarat F agar benda bergerak translasi bersama-sama dan tidak menggelinding. benda M bertumbuk dilantai yang licin sehingga diberikannya nilai gaya F pada benda m, maka benda M akan ikut bergerak. agar kedua bergerak bersamaan, maka : perhatikan gambar.1 πΉ < π < π π ππ β¦1) pada pers 1), benda M tidak akan menggelinding karena bertumpu pada lantai yang licin. kemungkinannya hanya benda m yang menggelinding. Saat benda m akan menggelinding gaya normal bergeser ke ujung ke sebelah kiri (lihat gambar. 2) syarat benda m tidak menggelinding adalah Ξ£π < 0 πΉ( π/2) β ππ(π/2) < 0 β΄ πΉ < ππ β¦2) πππΉ π π π ππ ππ ππ πΉ gambar.1 gambar.2
- 11. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 156 http://ibnu2003.blogspot.com syarat F agar kedua bergerak translasi bersama-sama dan tidak menggelinding adalah : pada persamaan 1) yang substitusikan persamaan 2) β΄ πΉ < π π ππβ¦ 3) b. syarat koefisien gesek ( π π ) dari persamaan 3) maka koefisien gesek yang harus dipenuhi adalah : β΄ πΉ < π π ππ β π π > πΉ ππ 7. Pembahasan a. perhatikan gambar gaya yang bekerja pada batang dan tali b. besar komponen gaya pada batang yang diberikan oleh engsel (π ππ370 = 0,6; πππ 370 = 0,8) keseimbangan translasi sumbu x πΉπ₯ β ππ₯ = 0 β πΉπ₯ = ππ₯ πΉπ₯ = ππ ππ370 = 85(0,6) = 51π sumbu y πΉπ¦ + ππ¦ β π€ π β π€ π = 0 πΉπ¦ = 38 + 22 β 85(0,8) πΉπ¦ = 38 + 22 β 68 = β8π π¦ π΄ π΅ π1 π1 ππ₯ π π₯ π₯ ππ¦ π€ π π€ π πΉπ¦ πΉπ₯ π₯π πππ1 ππ πππ1/2 π = 5π π1 = 37 π2 = 53 π€ π = 38π π€ π = 22π π = 85π πππππ‘πβπ’π
- 12. OSN Fisika Bedah soal 2011(kab/kota) 157 http://ibnu2003.blogspot.com c. nilai x penentuan nilai x dengan titik poros pada titik A Ξ£π π΄ = 0 π€ π( π₯π ππ53) + π€ π ( π 2 π ππ53) + ππ ππ370( ππππ 53) β ππππ 370( ππ ππ53) = 0 π€ π( π₯π ππ53) = ππππ 370( ππ ππ53) β ππ ππ370( ππππ 53)β π€ π ( π 2 π ππ53) 22( π₯. 0,8) = 85(0,8)(5.0,8) β 85(0,6)(5.0,6) β 38( 5 2 0,8) β΄ π₯ = β2,44π