lembar dan bahas osn fisika

1. OSN Fisika Bedah soal
267 http://ibnu2003.blogspot.com
31. Dua balok dengan massa M1 dan M2 (M1<<M2) dihubungkan
dengan tali ringan melalui katrol licin seperti pada gambar.
Katrol tetap diam diatas bidang miring licin dengan sudut
kemiringan ( 𝜃). Koefisien gesek kinetik antara kedua
permukaan balok yang bersentuhan adalah ( 𝜇). Tentukan
percepatan kedua balok ketika dilepaskan dari keadaan diam.
32. Sebuah bidang miring dengan kemiringan (450
) didorong di atas
meja dengan percepatan konstan ( 𝐴⃗ = 𝐴𝑖)(lihat gambar untuk
memilih sumbu dan arah positif) menurut seorang pengamat
yang diam relatif di atas meja. sebuah balok massa m meluncur
tanpa gesekan menuruni bidang. Tentukan percepatan massa m
menurut pengamat diam relatif terhadap meja.
𝐴
𝑦
𝑥

2. OSN Fisika Bedah soal
268 http://ibnu2003.blogspot.com
33. Seorang tukang cat massa m1 berdiri di atas papan bermassa
m2 kemudian menarik dirinya ke atas menggunakan dua tali
yang bergerak melalui katrol ringan, seperti gambar. Dia
menarik tali dengan nilai gaya F sehingga sistem bergerak
dengan percepatan konstan a !
34. Seorang ibu menarik anak perempuannya yang berada di dalam
kereta luncur pada permukaan es. Gesekan antara kereta luncur
dan permukaan es dapat diabaikan dan tali penarik selalu
membentuk sudut ( 𝜃) terhadap kereta luncur. Massa gabungan
kereta luncur dan anak perempuan adalah M. Kereta luncur
memiliki percepatan a pada arah horizontal. Percepatan
gravitasi bumi konstan g.
a. Tentukan tegangan tali T dan gaya normal N oleh es pada
kereta luncur !
b. Tentukan tegangan tali T’ dan nilai gaya normal N’ ketika
anak ditarik pada permukaan es yang membentuk sudut ( 𝛽)
terhadap horizontal !
𝜃
𝛽

3. OSN Fisika Bedah soal
269 http://ibnu2003.blogspot.com
35. Tiga balok m1, m2 dan m3 disusun seri diatas meja seperti pada
gambar. Tali ringan menghubungkan ketiga balok melalui katrol-
katrol licin. Permukaan meja memiliki koefisien gesek kinetik
( 𝜇 𝑘). Percepatan gravitasi bumi g. Balok m1 dilepaskan dari
keadaan diam sehingga sistem mulai bergerak. Tentukan
percepatan masing-masing balok dan nilai tegangan tali.
36. Balok A seperempat kali panjang balok B dan massanya
seperempat kalinya. Asumsikan balok tidak ada gesekan antara
balok B dan permukaan bidang dan koefisien gesek antara balok
A dan B adalah ( 𝜇 𝑘). Setelah sistem dilepaskan, tentukan jarak
balok B telah bergerak ketika seperempat balok A masih diatas
balok B. Balok B memiliki panjang L, Balok A dan balok C
memiliki massa sama.
m3
m2m1
4m
m
m
𝐵
𝐶
𝐴

4. OSN Fisika Bedah soal
270 http://ibnu2003.blogspot.com
37. Dua balok bermassa m1 dan m2 (m2>m1) yang ditindihkan satu
di atas yang lain dan mulai bergerak dari keadaan diam di atas
permukaan meja yang licin. Kedua balok dihubungkan melalui
sebuah katrol ideal (tali ringan dan katrol ringan), dan koefisien
gesekan statis (asumsikan sama dengan koefisien kesek kinetik)
antara permukaan balok adalah ( 𝜇 𝑠).Katrol dipercepat ke kanan
oleh gaya F, menghasilkan percepatan katrol a. Asumsikan
percepatan gravitasi g konstan ke bawah.
a. Gambarkan diagram gaya untuk setiap balok dan katrol,
gambarkan semua gaya horizontal dan vertikal yang bekerja
b. Jika balok tidak slip satu dengan yang lainnya, berapa
percepatan balok ?
c. Asumsikan balok-balok slip relatif dengan yang lainnya.
Tentukan percepatan horizontal masing-masing balok sebagai
fungsi parameter yang disebutkan diatas
( 𝑚1, 𝑚2, 𝐹, 𝑎 𝑑𝑎𝑛 𝜇𝑠)
38. Sebuah bidang miring licin bermassa M dengan kemiringan ( 𝜃)
ditempatkan di atas bidang horizontal dengan koefisien gesek
kinetik ( 𝜇). Sebuah tali ringan melalui katrol licin menghubung
kan dua buah benda bermassa m1 dan m2 di ujungnya. Bidang
miring ditarik dengan gaya F dan benda m1 dan m2 tidak
bergerak relatif terhadap bidang miring. Tentukan percepatan
horizontal a sistem dan besar gaya F.
m2
m1
𝐹
𝑎⃗
M
𝑚1
𝜃
𝑚2
𝐹

5. OSN Fisika Bedah soal
271 http://ibnu2003.blogspot.com
39. Sebuah partikel bermassa m memasuki daerah diantara dua plat
secara horizontal pada waktu t=0 dengan kecepatan v0 tepat
ditengah antara dua plat yang terpisah pada jarak h seperti
pada gambar. Partikel dipengaruhi oleh gaya gravitasi ke arah
bawah dan gaya lain yang bergantung waktu yang arahnya ke
atas dan mimiliki nilai (|𝐹⃗| = 𝑏𝑡) dimana b adalah konstanta
positif yang cukup untuk menarik partikel ke arah atas tanpa
menyentuh plat bagian bawah.
a. Gambarkan bentuk lintasan partikel !
b. Berapa lama yang dibutuhkan partikel untuk mencapai titik
terendah ?
c. Berapa nilai minimum b yang mungkin agar partikel tidak
pernah membentur plat bawah ?
40. Balok bermassa m mula-mula diam berada diatas permukaan
licin. Pada saat t=0, benda tersebut dikenai gaya ( 𝐹 = 𝑘𝑡2
)
sehingga benda bergerak sepanjang sumbu-x. Benda mula-mula
berada pada x=0 dan k merupakan konstanta. Tentukan
perpindahan balok sebagai fungsi waktu.
𝑔 ℎ𝑣0