SOAL TRY OUT FISIKA SMA

OSP 2015

Waktu : 3,5 Jam

1. (10 poin) Sebuah balok bermassa m meluncur sepanjang permukaan horizontal dilumasi

dengan minyak yang menghasilkan gaya gesek sebanding dengan kecepatan balok :

gF bv .

a. Jika v = v0 saat t=0, tentukan v sebagai fungsi waktu!

b. Tentukan x sebagai fungsi waktu! Asumsikan bahwa x=0 saat t=0.

c. Tentukan jarak maksimum balok dapat bergerak!

2. (20 poin) Balok A diletakkan di atas balok B seperti ditunjukkan gambar di bawah ini.

Kedua balok meluncur bersama, sepanjang permukaan horizontal dengan kecepatan v0.

Balok B menumbuk balok C yang diam secara sentral dan tidak elastis. Setelah

tumbukan, balok B dan C bergerak bersama, dan balok A meluncur di atas permukaan

balok C dan berhenti bergerak relatif terhadap balok C dalam posisi ditunjukkan pada

gambar. Ketiga balok memiliki massa, ukuran, dan bentuk yang sama. Diketahui bahwa

tidak ada gesekan antara balok A dan B; koefisien gesek kinetik antara balok A dan C

adalah μk. Misalkan massa masing-masing balok adalah m dan panjangnya L. Berapa

panjang masing-masing balok sebagai fungsi variabel m,v0 dan μk?

3. (15 poin) Sebuah papan bermassa M dan kerapatannya homogen diam di atas tiga

silinder pejal, masing-masing bermassa M, radius R dan kerapatan homogen. Semua

benda mula-mula diam di atas bidang miring dengan sudut kemiringan θ, dan kemudian

dilepaskan. Asumsikan bahwa ketiga silinder tidak slip pada permukaan bidang miring

dan silinder. Percepatan gravitasi g ke bawah. Berapa percepatan papan sepanjang

bidang miring?

θ

M M

M

M

v = 0

C

B

A B

A

C

Sebelum Sesudah

4. (15 poin) Sebuah bola pejal bermassa m dan radius R berputar dengan kecepatan angular

ω dijatuhkan dari ketinggian H. Bola memantul dari permukaan lantai dengan kecepatan

vertikal yang sama. Selama tumbukan, permukaan bola slip relatif terhadap permukaan

lantai dan dalam proses ini bola mengalami gaya gesek dengan nilai f=μN, dimana N

adalah gaya normal antara bola dan lantai dan μ adalah koefisien gesek kinetik. Karena

itu, bola mengalami impuls pada arah vertikal dan horizontal. Asumsikan bahwa lama

tumbukan adalah ∆t sangat singkat.

a. Berapa sudut α yang dibentuk kecepatan bola setelah memantul terhadap sumbu

vertikal?

b. Berapa kecepatan angular akhir bola?

c. Berapa nilai H agar bola memantul tanpa berputar?

5. (10 poin) Seperti ditunjukkan pada gambar, planet A dan B memiliki radius yang sama

dan berturut-turut bermassa 4M dan M. Jarak antara kedua pusat massa planet adalah 6R.

Sebuah peluru bermassa m ditembakkan dari permukaan bola B menuju pusat massa bola

A.

a. Tentukan kecepatan minimum vmin peluru sehingga peluru dapat mencapai permukaan

bola A!

b. Jika peluru ditembakkan dengan kecepatan vmin, hitunglah kecepatan peluru ketika

peluru mencapai permukaan planet A!

6. (15 poin) Sebuah partikel bermassa m dibatasi untuk meluncur tanpa gesekan di atas

permukaan lingkaran mangkuk bermassa M. Lingkaran mangkuk memiliki jari-jari R

dan bebas untuk meluncur sepanjang permukaan horizontal tanpa gesekan. Tentukan

frekuensi gerak partikel untuk osilasi kecil disekitar posisi setimbang di dasar mangkuk!

M

m θ R

6R

R

vmin

B A

M 4M

R

R m

ω0

H

α

7. (15 poin) Piringan A dan B identik bermassa m dan radiusnya R. Piringan A bergerak

dengan kecepatan v menumbuk piringan B dalam keadaan diam secara tidak sentral. Jarak

tegak lurus antara pusat massa kedua piringan saat terjadi tumbukan adalah r, seperti

ditunjukkan pada gambar. Koefisien restitusi adalah e. Asumsikan piringan tidak

berotasi. Hitunglah :

a. besar kecepatan piringan A dan B setelah tumbukan!

b. energi kinetik yang hilang selama proses tumbukan!

R

v R