Tiga kalimat ringkasan dokumen tersebut adalah:
Dokumen tersebut membahas soal-soal fisika tentang gerak parabola, gerak beraturan, dan mekanika, termasuk pembahasan tentang kecepatan cincin, waktu tempuh cincin, gerak batu yang dilempar mendatar, dan beberapa soal lainnya tentang mekanika.
1. OSN Fisika Bedah soal
253 http://ibnu2003.blogspot.com
22. Pembahasan
a. kecepatan cincin sampai ke P2
percepatan yang diperoleh searah dengan percepatan
gravitasi (cincin mula-mula diam)( π = ππππ π)
panjang kawat yang peroleh adalah ( π = 2π πππ π)
sehingga
π£2
= π£0
2
+ 2ππ
π£ = β2ππ
π£ = β2(ππππ π)2π πππ π
π£ = 2πππ πβ ππ
b. Waktu yang diperlukan cincin tiba di titik P2 adalah
π‘ =
π£
π
=
2πππ πβ ππ
ππππ π
= 2β
ππ
π2
= 2β
π
π
π1
π
π2
π
π
2. OSN Fisika Bedah soal
254 http://ibnu2003.blogspot.com
23. Pembahasan
a. diketahui keadaan awal baru adalah
π0 = 450
; π£0 = 20ππ β1
;β = 2π
Komponen kecepatan pada sumbu-y
π£π¦ = π£0 π πππ β ππ‘
waktu untuk mencapai titik tertinggi ( π£π¦ = 0)
π‘ =
π£0 π πππ
π
=
20π ππ45
10
= β2π
b. tinggi maksimum batu diukur dari tanah
posis benda terhadap sumbu-y
π¦ = π¦0 + π£0π¦ π‘ β
1
2
ππ‘2
π¦ = β + π£0 π ππππ‘ β
1
2
ππ‘2
Tinggi maksimum batu ketika waktu sama dengan waktu
maksimumnya ( π‘ = π‘ ππππ = π‘ π)
π¦ = β +
π£0
2
π ππ2
π
2π
= 2π +
202
(
1
2β2)2
20
= 12π
π£0
π
π
π¦ πππβ
3. OSN Fisika Bedah soal
255 http://ibnu2003.blogspot.com
24. Pembahasan
a. persamaan gerak bagian belakang truk adalah
perhatikan gambar
ππ‘ = 20 + 6π‘
jarak horizontal yang di tempuh peluru adalah
π π = π£0π₯ π‘ = π£0 πππ π. π‘
π π = 20πππ 37. π‘ = 20.0,8π‘ = 16π‘
peluru membentur truk apabila jarak ( π π = ππ‘)
16π‘ = 20+ 6π‘
π‘ =
20
10
= 2π
b. Ketinggian peluru saat akan membentur bagian belakang truk
adalah
π¦ = π£0 π ππππ‘ β
1
2
ππ‘2
π¦ = 20π ππ37.2 β
1
2
10.22
π¦ = 24 β 20 = 4π
Jika ketinggian belakang truk hanya 2m, maka peluru tidak
pernah membentur bagian belakang truk
c. waktu yang diperlukan peluru untuk membentur bagian
belakang truk adalah
π£0 πππ π. π‘ = 20+ 6π‘
0,8π£0 π‘ β 6π‘ = 20
(0,8π£0 β 6)π‘ = 20
π‘ =
20
0,8π£0 β 6
Truk
π
π£0
π
π
π
π¦
π₯
6ππ β1
4. OSN Fisika Bedah soal
256 http://ibnu2003.blogspot.com
persamaan posisi ketinggian truk (2m) adalah
π¦ = π£0 π ππππ‘ β
1
2
ππ‘2
2 = 20π ππ370
π‘ β
1
2
ππ‘2
2 = 12π‘ β 5π‘2
5π‘2
β 12π‘ + 2 = 0
penentuan akar-akar persamaan kuadrat dengan
( π = 5; π = β12; π = 2)
π‘12 =
βπ Β± β π2 β 4ππ
2π
=
12Β± β144 β 40
10
π‘ =
12 Β± β104
10
substitusikan hasil t di atas dengan ( π‘ =
20
0,8π£0β6
), maka :
12 Β± β104
10
=
20
0,8π£0 β 6
π£0 =
5
2
(3 +
100
12 Β± β104
)
Berdasarkan gambar truk melaju ke kanan, maka solusi yang
di ambil adalah kecepatan awal bertanda positif
25. pembahasan
5. OSN Fisika Bedah soal
257 http://ibnu2003.blogspot.com
a. penentuan sudut ( π0) sebagai fungsi besaran (β1,β2, π2)
dengan mengambil titik acuan dengan posisi orang yang
melempar bola, maka ember mula-mula berada pada posisi
( π1 = π) dan ( π¦1 = β1)
persamaan gerak ember
π1 = π β¦1)
π¦1 = β1 β
1
2
ππ‘2
β¦2)
titik acuan pada bola mula-mula berada pada posisi ( π2 = 0)
dan ( π¦2 = β2)
persamaan gerak bola
π2 = π£0 πππ ππ‘β¦3)
π¦2 = β2 + π£0 π ππππ‘ β
1
2
ππ‘2
β¦4)
kedua benda terjadi tumbukan apabila
π1 = π2
Sehingga
π = π£0 πππ ππ‘β¦ 6)
π¦1 = π¦2
β1 β
1
2
ππ‘2
= β2 + π£0 π ππππ‘ β
1
2
ππ‘2
β1 β β2 = π£0 π ππππ‘β¦7)
maka : persamaan 6) menjadi
π‘ =
π
π£0 πππ π
dari persamaan 6) dan 7) diperoleh
β1 β β2 = π£0 π ππππ‘
β1 β β2 = π
π πππ
πππ π
= π. π‘πππ
maka :
π‘πππ =
β1 β β2
π
β π = π‘ππβ1
(
β1 β β2
π
)
6. OSN Fisika Bedah soal
258 http://ibnu2003.blogspot.com
b. penentuan ketinggian bola ( π¦1) sebagai fungsi besaran
(β1,β2, π2) dan kecepatan awal bola ( π£0)
kuadratkan persamaan 6) dan 7)
π2
= π£0
2
πππ 2
ππ‘2
(β1 β β2)2
= π£0
2
π ππ2
ππ‘2
(β1 β β2)2 + π2 = π£0
2 π‘2(π ππ2 π + πππ 2 π)
+
ingat bahwa ( π ππ2
π + πππ 2
π = 1) maka :
(β1 β β2)2
+ π2
= π£0
2
π‘2
π‘ = β
(β1 β β2)2 + π2
π£0
2
maka ketinggian bola adalah
π¦1 = β1 β
1
2
ππ‘2
= β1 β
1
2
π (β
(β1 β β2)2 + π2
π£0
2
)
2
π¦1 = β1 β π (
(β1 β β2)2
+ π2
2π£0
2
)
26. Pembahasan
orang tersebut mula-mula diam ( π£0 = 0) bergerak dengan
percepatan konstan, jarak yang ditempuh adalah
π₯1 = π£0βπ‘1 +
1
2
πβπ‘1
2
π₯1 =
1
2
πβπ‘1
2
kecepatan yang dicapai adalah
π£ = π£0 + πβπ‘1
π£ = 0 + πβπ‘1 = πβπ‘1
kemudian orang tersebut bergerak dengan kecepatan konstan,
maka :
π₯2 = π£βπ‘2
kecepatan konstan besarnya sama dengan kecepatan yang
diperoleh pada gerak percepatan konstan, yaitu :
π£ = πβπ‘1
sehingga :
π₯2 = π£βπ‘2 = πβπ‘1βπ‘2
Jarak total orang tersebut adalah ( π₯0)
7. OSN Fisika Bedah soal
259 http://ibnu2003.blogspot.com
π₯0 = π₯1 + π₯2
π₯0 =
1
2
πβπ‘1
2
+ πβπ‘1βπ‘2
Bola bergerak parabola dengan persamaan gerak mendatar
adalah :
π₯ π = π£0 πππ π0βπ‘
keseluruhan waktu bola sesaat sebelum ditangkap adalah
βπ‘ = βπ‘1 + βπ‘2
maka persamaan-persamaan menjadi
π₯ π = π£0 πππ π0(βπ‘1 + βπ‘2)
orang tersebut akan berhasil menangkap bola pada saat
π₯0 = π₯ π
1
2
πβπ‘1
2
+ πβπ‘1βπ‘2 = π£0 πππ π0(βπ‘1 + βπ‘2)
π(βπ‘1
2
+ βπ‘1βπ‘2) = 2π£0 πππ π0(βπ‘1 + βπ‘2)
β΄ π =
2π£0 πππ π0(βπ‘1 + βπ‘2)
βπ‘1
2
+ βπ‘1βπ‘2
27. Pembahasan
mula-mula orang berdiri ditepi jurang dalam keadaan diam
π£0π₯ = 0; π₯0 = 0; π₯ = π
π π₯ = ππ‘
Batu
π
β
π
ππ’ππππ
πππππ’
8. OSN Fisika Bedah soal
260 http://ibnu2003.blogspot.com
kecepatan orang tersebut adalah :
π£π₯ = π£0π₯ + β« π π₯ ππ‘
π‘
0
= 0 + β« π π₯ ππ‘
π‘
0
π£π₯ = β« (ππ‘)ππ‘
π‘
0
=
1
2
ππ‘2
percepatan orang tersebut adalah
π₯ = β« π£π₯ ππ‘
π‘
0
= β« (
1
2
ππ‘2
)ππ‘
π‘
0
=
1
6
ππ‘3
π = π₯ =
1
6
ππ‘3
waktu yang diperlukan untuk meninggalkan tepi jurang adalah
π‘1 = (
6π
π
)
1/3
kecepatan mendatar untuk meninggalkan tepi jurang
π£ π₯1 =
1
2
ππ‘1
2
=
1
2
π(
6π
π
)
2/3
ketika di udara orang bergerak dengan percepatan ( π π¦ = βπ),
sehingga persamaan posisi setiap waktu adalah
π¦ = β β
1
2
ππ‘2
untuk sampai di dasar danau ketika ( π¦ = 0) dan ( π‘ = π‘2)
0 = β β
1
2
ππ‘2
2
π‘2 = β2β/π
jarak horizontal yang ditmpuh orang relatif terhadap tepi jurang
adalah
π₯( π‘) = π£ π₯1 π‘ =
1
2
π(
6π
π
)
2/3
π‘
dengan cara yang sama diperoleh
π = π₯( π‘2) = π£ π₯1 π‘2
π = π₯( π‘2) =
1
2
π(
6π
π
)
2/3
π‘2
π = π₯( π‘2) =
1
2
π(
6π
π
)
2/3
(
2β
π
)
1/2
9. OSN Fisika Bedah soal
261 http://ibnu2003.blogspot.com
28. Pembahasan
a. penentuan sudut pelemparan
persamaan gerak benda
sumbu x
π₯ = π£0π₯ π‘
sumbu y
π£π¦ = π£0π¦ β ππ‘
π¦ = π£0π¦ π‘ β
1
2
ππ‘2
benda mencapai puncak gedung ketika
π£π¦ = π£0 π πππ β ππ‘ = 0
π‘ =
π£0π¦
π
π¦(π‘) = π£0π¦ (
π£0π¦
π
) β
1
2
π (
π£0π¦
π
)
2
tinggi gedung adalah d/2
π
2
=
π£0π¦
2
π
β
π£0π¦
2
2π
=
π£0π¦
2
2π
π
2
=
π£0π¦
2
2π
β π£0π¦ = β ππ
waktu yang dicapai pada titik puncak
π‘ =
π£0π¦
π
=
β ππ
π
= β
π
π
ketika benda mencapai tepi gedung yang berjarak d
π₯( π‘) = π = π£0π₯ π‘
π£0π₯ =
π
π‘
=
π
β
π
π
= β ππ
π
π£0
π
π/2
10. OSN Fisika Bedah soal
262 http://ibnu2003.blogspot.com
sudut pelemparan benda adalah :
β΄ π‘πππ =
π£0π¦
π£0π₯
=
β ππ
β ππ
= 1 ββ΄ π = 450
b. penentuan kecepatan awal benda
π£0π₯ = π£0 πππ π
π£0 =
π£0π₯
πππ π
=
β ππ
πππ 45
π£0 =
2β ππ
β2
= β
4ππ
2
= β2ππ
β΄ π£0 = β2ππ
29. Pembahasan
a. persamaan gerak untuk sumbu x dan y adalah
π₯ = π£0 πππ ππ‘
π¦ = π£0 π ππππ‘ +
1
2
ππ‘2
andaikan peluru membutuhkan waktu t0 untuk menyentuh
bidang miring
pada sumbu x
ππππ π = π£0 π‘0 πππ π
π =
π£0 π‘0 πππ π
πππ π
β¦1)
pada sumbu y
ππ πππ = π£0 π‘0 π πππ β
1
2
ππ‘0
2
β¦2)
π
π£0
π
π₯
π¦
11. OSN Fisika Bedah soal
263 http://ibnu2003.blogspot.com
eliminasi kedua persamaan 1) dan 2)
(
π£0 π‘0 πππ π
πππ π
) π πππ = π£0 π‘0 π πππ β
1
2
ππ‘0
2
2π£0 πππ ππ‘πππ = 2π£0 π πππ β ππ‘0
peluru untuk menempuh jarak d dalam waktu
π‘0 =
2π£0
π
(π πππ β πππ ππ‘πππ)
b. penentuan jarak peluru mengenai bidang miring d
π₯ = π£0 πππ ππ‘
atau
π‘ =
π₯
π£0 πππ π
π¦ = π£0 π ππππ‘ β
1
2
ππ‘2
maka
π¦ = π£0 π πππ(
π₯
π£0 πππ π
) β
1
2
π(
π₯
π£0 πππ π
)2
π¦ = π₯π‘πππ β
1
2
π(
π₯2
π£0
2 πππ 2 π
)
untuk harga x dan y masing-masing
π₯ = ππππ π πππ π¦ = ππ πππ
maka
π¦ = π₯π‘πππ β
1
2
π(
π₯2
π£0
2 πππ 2 π
)
(ππ πππ = ππππ ππ‘πππ β
1
2
π
π2
πππ 2
π
π£0
2 πππ 2 π
) π₯
1
π
πππππ 2
π
2π£0
2
πππ 2 π
= πππ ππ‘πππ β π πππ
(
πππππ 2
π
2π£0
2
πππ 2 π
= πππ π
π πππ
πππ π
β π πππ) πππ π
πππππ 2
π
2π£0
2
πππ π
= πππ ππ πππ β π πππ πππ π
π =
2π£0
2
πππ π(πππ ππ πππ β πππ ππ πππ )
ππππ 2 π