Dokumen ini berisi a sejumlah soal fisika dari kompetisi OSN 2013 yang mencakup konsep gerak, gaya, tumbukan, osilasi, dan dinamika bola. Setiap soal meminta penentuan kecepatan, percepatan, gaya, dan lainnya berdasarkan konteks yang diberikan dalam bentuk deskripsi dan gambar. Soal-soal tersebut dirancang untuk menguji pemahaman dan penerapan prinsip-prinsip fisika dasar.

1. OSN Fisika Bedah soal
2013(kab/kota)
175 http://ibnu2003.blogspot.com
1. Sebuah benda bergerak pada bidang xy dengan komponen
kecepatan dalam arah x dapat dinyatakan dalam bentuk
[ 𝑣𝑥( 𝑡) = (3𝑡2
− 4𝑡 + 5) 𝑚/𝑑𝑡], t dalam detik sedangkan
komponen dalah y adalah [ 𝑣𝑦( 𝑡)] seperti yang ditunjukkan
grafik di bawah ini.
Tentukanlah :
a. kecepatan benda [ 𝑣⃗( 𝑡)] saat t=2 detik dan t=4 detik !
b. Percepatan benda ( 𝑎⃗( 𝑡)) saat t=4 detik !
c. posisi benda ( 𝑟⃗( 𝑡)) saat t=9 detik, jika posisi awal benda
adalah [ 𝑟⃗(0) = (74𝑖 + 40𝑗) 𝑚] !
−10
−20
−30
−40
10
20
30
40
50
60
10 11 121 2 3 4 5 6 7 8 9
𝑣(𝑡)(𝑚/𝑠)
𝑡(𝑑𝑡)

2. OSN Fisika Bedah soal
2013(kab/kota)
176 http://ibnu2003.blogspot.com
2. Seseorang (massa 60kg) terhubung dan terikat pada sebuah
sistem katrol sebagaimana tampak pada gambar di bawah ini.
Katrol dan tali dianggap tak bermassa dan licin. Jika percepatan
gravitasi dianggap 10m/s2, tentukan gaya yang harus diberikan
orang tersebut ke tali agar ia bisa mempertahankan dirinya
untuk tidak menyentuh tanah !
3. Sebuah balok (massa m) bergerak dengan kelajuan awal ( 𝑣0)
diatas lantai licin. Sebuah batang homogen bermassa M (M>m)
dan panjangnya L tertangung dengan bebas pada langit-langit
dan mula-mula dalam keadaan diam (lihat gambar dibawah).
Batang M ditumbuk oleh balok m tersebut. Tepat sesaat setelah
tumbukan, batang berayun dan balok diam.
a. periksalah apakah kasus diatas termasuk tumbukan elastik
atau tak elastik !
b. Tentukan ketinggian maksimum batang homogen berayun !
𝑚 𝑣0

3. OSN Fisika Bedah soal
2013(kab/kota)
177 http://ibnu2003.blogspot.com
4. Dua pegas identik, masing-masing dengan konstanta pegas k,
terhubung dengan massa m dalam posisi mendatar (lihat
gambar dibawah). Kedua ujung pegas diikatkan ke dinding agar
tidak terlepas. Dalam posisi diam/setimbang, jarak benda m ke
masing-masing dinding adalah d.
a. Tunjukkan apakah pada sistem pegas tersebut dimungkin
kan benda m mengalami gerak osilasi harmonik sederhana
pada arah vertikal !
b. Jika jawaban pada pertayaan (a) di atas ya, tentukan
frekuensinya !
5. Sebuah beola biliar dengan jari-jari r, massa m dan momen
inersia I berada di atas meja biliar. Bola disodok dengan gaya
horizontal, sehingga bergerak menggelinding ke kanan tanpa
slip dengan kecepatan u. Bola kemudian mengenai dinding meja
biliar yang ketinggian teli h seperti ditunjukkan pada gambar.
akibatnya, bola itu lalu berbalik menggelinding tanpa slip
dengan kecepatan v. Tentukan hubungan h dan r agar kondisi
ini terjadi. Anggap bola mengenai tepi meja pada arah normal.
𝑘
𝑚
𝑑𝑑
𝑘
ℎ𝑢
𝑟

4. OSN Fisika Bedah soal
2013(kab/kota)
178 http://ibnu2003.blogspot.com
6. Sebuah bola dengan radius r menggelinding horizontal tanpa slip
pada dua buah rel sejajar berjarak r/2. Bola menggelinding telah
lurus terhadap bidang kertas (perhatikan gambar dibawah ini)
a. Gambarkan kondisi tersebut dalam tampak depan dan
tampak samping. Tentukan titik manakah (pada bola) yang
memiliki kecepatan sesaat maksimum !
b. Cari besarnya kecepatan maksimum diatas jika pusat massa
bola memiliki kecepatan v !
7. Suatu bola bermassa m dengan jari-jari r menggelinding tanpa
slip pada permukaan setengah bola yang kasar dan berjari-jari R
(R>r) seperti tampah pada gambar dibawah ini.
a. Jika bola mula-mula diam di titik A dan kemudian
menggelinding ke bawah pada permukaan setengah bola,
maka tentukanlah kelajuan bola tersebut pada titik terendah.
b. Bila bola tersebut dalam geraknya dibagian (a) di atas, ia
berosilasi di sekitar titik terendah, tentukan periode osilasi
tersebut.
𝑟
𝜃
𝑟
𝑅
𝐵 𝐴

5. OSN Fisika Bedah soal
2013(kab/kota)
179 http://ibnu2003.blogspot.com
8. Lokomotif mainan massa ( 𝑚 𝐿) bergerak pada lintasan melingkar
horizontal berjari-jari R dan massa total ( 𝑚 𝑇). Lintasan
berbentuk pelek dari sebuah roda tak bermassa yang dapat
bebas berotasi tanpa gesekan terhadap sumbu/poros vertikal.
Lokomotif mulai bergerak dari keadaan diam dan dipercepat
tanpa slip sampai kecepatan akhir v relatif terhadap lintasan.
Hitung kecepatan akhir lokomotif ( 𝑣𝑓) relatif terhadap lantai.