Dokumen tersebut berisi 8 soal fisika yang membahas berbagai konsep fisika seperti gerak parabola, tumbukan, sistem katrol, momentum sudut, sistem bermassa dan pegas, serta sistem berongga. Soal-soal tersebut meminta menghitung besaran-besaran seperti percepatan, kecepatan, waktu, energi, dan lainnya berdasarkan hukum-hukum dasar fisika seperti hukum Newton, hukum kekekalan momentum, dan h

1. OSN Fisika Bedah soal
2008(kab/kota)
87 http://ibnu2003.blogspot.com
1. Sebuah elevator naik ke atas dengan percepatan ( 𝑎 𝑒). Saat
ketinggian elevator terhadap tanah adalah h dan kecepatannya
adalah ( 𝑣𝑒) (𝑎𝑛𝑔𝑔𝑎𝑝 𝑡 = 0). sebuah bola dilempar vertikal ke atas
dengan laju ( 𝑣 𝑏𝑒) terhadap elevator. Percepatan gravitasi g
a. Hitung waktu yang diperlukan bola ( 𝑡1) untuk mencapai
ketinggian maksimum relatif terhadap bumi !
b. Hitung ketinggian maksimum bola relatif terhadap tanah !
c. Hitung percepatan bola relatif terhadap kerangka elevator !
d. Hitung waktu yang diperlukan bola ( 𝑡2) untuk mencapai
ketinggian maksimum relatif terhadap elevator !
e. Hitung ketinggian maksimum bola relatif terhadap elevator !
f. Kapan bola kembali menyentuh elevator ?
2. Sebuah peluru bermassa 10 gram bergerak ke atas dengan
kecepatan 1000 m/s menumbuk lalu menembus sebuah balok
melalui pusat massa balok itu. Balok yang bermassa 5 kg ini
mula-mula diam. Anggap proses tumbukan sangat singkat
a. Jika kecepatan peluru setelah menembus balok adalah
400m/s, tentukan kecepatan balok tersebut !
b. Tentukan tinggi maksimum yang dicapai balok !
c. Berapa energi yang hilang dalam proses tumbukan ? Anggap
percepatan gravitasi bumi g=10m/s2

2. OSN Fisika Bedah soal
2008(kab/kota)
88 http://ibnu2003.blogspot.com
3. Seorang menarik poros katrol dengan gaya F ke atas seperti
pada gambar. Anggap katrol dan tali tidak bermassa. massa m2
lebih besar m1
a. Hitung gaya normal N2 maksimum agar m2 tetap tidak
bergerak !
b. Hitung gaya tegang tali T agar m2 tetap tidak bergerak !
c. Hitung gaya maksimum F agar m2 tetap tidak bergerak !
d. Berapa percepatan massa m1 untuk harga gaya maksimum
ini ?
4. Sebuah tongkat homogen dengan panjang ( 𝑙) dan massa ( 𝑚)
berotasi pada sumbu yang terletak pada salah satu ujungnya.
Anggap tidak ada gesekan. Batang dilepas dari posisi horizontal
dari keadaan diam. Saat batang berada pada keadaan vertikal,
batang menumbuk sebuah bola dengan massa ( 𝑀) yang diam.
Tumbukan yang terjadi tidak lenting sama sekali.
m1
m2
𝐹

3. OSN Fisika Bedah soal
2008(kab/kota)
89 http://ibnu2003.blogspot.com
a. Tentukan momen inersia batang terhadap sumbu rotasi !
[nyatakan dalam ( 𝑙) dan ( 𝑚)]
b. Dari hukum kekekalan energi, tentukan energi total batang
mula-mula !
c. Tentukan juga energi total batang sesaat sebelum tumbukan
d. Tentukan kecepatan sudut batang sesaat sebelum tumbukan
e. Momentum sudut sistem tersebut kekal, tentukan momentum
sudut mula-mula dan momentum sudut akhir sistem tersebut
f. Tentukan kecepatan sudut batang sesaat setelah tumbukan !
g. Berapakah energi yang hilang dalam proses tumbukan ?
5. Perhatikan sistem di bawah ini. Ada benang melilit sebuah
silinder dan ujung lain diikatkan ke dinding. Jarak dari titik ikat
ke titik sentuh silinder dengan dinding adalah L. Jari-jari silinder
( 𝑟). Anggap ada gesekan antara silinder dan dinding dengan
koefisien gesek maksimum ( 𝜇). Massa silinder adalah m
a. Gambarkan gaya-gaya yang
bekerja pada silinder !
b. Nyatakan kesetimbangan gaya
untuk sumbu x dan sumbu y !
c. Nyatakan kesetimbangan torka !
d. Nyatakan hubungan ( 𝑠𝑖𝑛𝜃) dan
( 𝑐𝑜𝑠𝜃) terhadap ( 𝑟) dan ( 𝐿) !
e. Tentukan tegangan tali Y dalam
( 𝑟, 𝐿, 𝑚 𝑑𝑎𝑛 𝑔) !
f. Tentukan gaya normal N dalam
( 𝑟, 𝐿, 𝑚 𝑑𝑎𝑛 𝑔) !
g. Tentukan gaya gesek ( 𝑓) dalam ( 𝑟, 𝐿, 𝑚 𝑑𝑎𝑛 𝑔) !
h. Hitung berapa minimum ( 𝜇) agar kesetimbangan ini bisa
tercapai !
𝜃
𝐿
𝑟

4. OSN Fisika Bedah soal
2008(kab/kota)
90 http://ibnu2003.blogspot.com
6. Sebuah helikopter berusaha menolong seorang korban banjir.
Dari suatu ketinggian L, helikopter ini menurunkan tangga tali
bagi sang korban banjir. Karena ketakutan, sang korban
memanjat tali dengan percepatan ( 𝑎 𝑘) relatif terhadap tangga
tali. Helikopter sendiri diam ditempat (relatif terhadap bumi) dan
menarik tangga tali naik dengan percepatan a relatif terhadap
tanah. Anggap tali diam saat korban mulai memanjat
(kecepatan mula-mula adalah nol). Anggap massa korban ( 𝑚)
percepatan gravitasi g dan massa tangga tali bisa diabaikan.
a. Hitung waktu yang dibutuhkan sang korban agar sampai ke
helikopter, nyatakan dalam ( 𝑎 𝑘 , 𝑎 𝑑𝑎𝑛 𝐿) !
b. Tentukan panjang tali yang dipanjat oleh korban, nyatakan
dalam ( 𝑎 𝑘, 𝑎 𝑑𝑎𝑛 𝐿) !
c. Tentukan bagian tali yang ditarik oleh helikopter, nyatakan
dalam ( 𝑎 𝑘, 𝑎 𝑑𝑎𝑛 𝐿) !
d. Hitung usaha korban untuk naik helikopter, dalam
(𝑚, 𝑔, 𝑎 𝑘, 𝑎 𝑑𝑎𝑛 𝐿) !
e. Hitung juga usaha helikopter untuk menarik korban sampai
korban mencapai helikopter, dalam (𝑚, 𝑔, 𝑎 𝑘, 𝑎 𝑑𝑎𝑛 𝐿)
7. Sebuah bola uniform mempunyai rongga di dalamnya. Rongga
ini menyentuh permukaan bola persis menyentuh pusat bola
(diameter rongga adalah R). Jari-jari adalah R. Massa bola jika
tidak ada rongga adalah M dan pusat koordinatnya adalah pusat
bola tanpa rongga.
a. Nyatakan massa dalam M dan pusat massa dalam R dari bola
tanpa rongga
b. Nyatakan massa dalam M dan pusat massa dalam R dari
rongga
𝑚
𝑑
𝑅

5. OSN Fisika Bedah soal
2008(kab/kota)
91 http://ibnu2003.blogspot.com
c. Nyatakan massa dalam M dari bola dengan rongga
d. Berapa jarak pusat massa bola berongga dari pusat pola
dalam R ?
e. Hitung gaya gravitasi yang dirasakan massa m akibat bola
berongga !Nyatakan dalam G, M, m, d dan R
8. Perhatikan kereta dibawah ini.Massa kereta M dan massa balok
di atasnya m. Sebuah pegas dengan konstanta pegas k berada
dalam kedaan tertekan dengan simpangan A. Mula-mula semua
sistem diam. Saat t=0, massa m dan M dilepas sehingga massa
m dan M memiliki kecepatan relatif terhadap bumi masing-
masing ( 𝑣 𝑚) dan ( 𝑣 𝑀) saat pegas kendur.
a. Tuliskan persamaan kekekalan energi sistem dalam
( 𝑣 𝑚, 𝑣 𝑀, 𝑚, 𝐴, 𝑘)
b. Tuliskan persamaan kekekalan momentum linier dalam
( 𝑣 𝑚, 𝑣 𝑀, 𝑚, 𝑀)
c. Hitung ( 𝑣 𝑀) dalam k, A, m, M !
d. Hitung ( 𝑣 𝑚) dalam k, A, m, M !
e. Hitung waktu massa m mencapai tanah !
f. Hitung jarak antara kedua massa saat massa m menyentuh
tanah !
𝑚
𝑘
𝑀
ℎ
𝐴