OSN Fisika
15 poin) Perhatikan sistem di samping. Sebuah massa m diikat dengan dua
tali
ke sebuah tongkat vertikal. Panjang tali yang miring adalah l. Tali
kedua
dalam keadaan horizontal (mendatar). Sistem diputar dengan
suatu kecepatan
sudut ω terhadap sumbu putar/tongkat vertikal
sedemikian sehingga kedua
tali mempunyai tegangan yang sama besarnya.
Sudut antara kedua tali adalah
θ (ambil sin θ = 0,8).
a) Gambar
diagram gaya pada benda m.
b) Berapakah besar tegangan tali? Nyatakan
dalam mg.
c) Berapakah kecepatan sudut ω yang memberikan keadaan di
atas.
2. (15 poin) Sebuah helikopter memiliki daya angkat P yang
hanya bergantung pada berat beban total
W (yaitu berat helikopter
ditambah berat beban) yang diangkat, massa jenis udara ρ dan panjang
baling-baling
helikopter l.
a) Gunakan analisa dimensi untuk menentukan
ketergantungan P pada W, ρ dan l.
b) Jika daya yang dibutuhkan untuk
mengangkat beban total W adalah P0, berapakah daya yang
dibutuhkan
untuk mengangkat beban total 2W?
3. (12 poin) Sebuah keran yang
bocor mempunyai air yang menetes turun secara teratur (tetes air
jatuh
tiap suatu selang waktu yang sama, T) dalam sebuah medan gravitasi
konstan. Pada suatu saat,
sebuah tetes air (namakan tetes 1) sudah
berada pada jarak 16a dari keran (dengan a sebuah
konstanta). Di
atasnya ada 3 tetes air (namakan tetes 2, tetes 3 dan tetes 4) yang
jatuh terturut-turut
setelah tetes 1 dan ada satu tetes (namakan
tetes 5) yang baru persis akan terlepas dari keran.
Tentukan posisi
tetes air 2, 3 dan 4 saat itu (dihitung relatif terhadap keran).
Nyatakan jawaban
anda hanya dalam konstanta a.
4. (15 poin)
Pada sistem di bawah terdapat gesekan antara massa m1 dan massa m2.
Terdapat gesekan
juga antara massa m2 dan lantai. Besar koefisien
gesek (statis dianggap sama dengan kinetis) kedua
permukaan ini sama
yaitu μ. Katrol tidak bermassa dan tali tidak dapat mulur.
a) Gambar
diagram gaya pada benda 1 dan benda 2
b) Tulis persamaan gerak benda 1
dan benda 2
c) Berapakah besarnya gaya luar F agar sistem bisa
bergerak
dengan kecepatan konstan.
5. (14 poin) Seorang pemain basket
berlari dengan laju 3 m/s. Di suatu titik, dia melemparkan bola
secara
horizontal dengan suatu laju v0 relatif terhadap dirinya. Dia ingin
agar bola mengenai target
di B yang jaraknya s = 6,5 m dari posisi
dia melemparkan bola (titik A), tetapi dia ingin membuat
bola
memantul sekali lagi dari lantai (lihat gambar). Tumbukan antara bola
dengan lantai tidak
lenting sempurna dengan koefisien restitusi 0,8.
Anggap ketinggian bola dari tanah saat dilempar
adalah h = 1,25 m dan
anggap besar percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2.
a) Tentukan
lamanya proses dari semenjak bola dilepas sampai tumbukan pertama (t1).
b)
Tentukan lamanya proses dari semenjak tumbukan pertama sampai tumbukan
kedua (t2).
c) Tentukan besarnya kecepatan lemparan bola v0 yang
dibutuhkan.
6. (15 poin) Sebuah massa m1 = 1 kg diam di permukaan
kasar dengan koefisien gesek antara massa
ini dengan lantai adalah
μ1. Anggap koefisien gesek statis dan koefisien gesek kinetis sama.
Sebuah
massa lainnya m2 = 5 kg bergerak mendekati m1 dari jarak s0 = 8
m dengan kecepatan vi = 5 m/s.
Tumbukan terjadi secara lenting
sempurna. Koefisien gesek (statis dan kinetis) antara massa m2
dengan
lantai adalah μ2 = 0,1. Anggap percepatan gravitasi adalah g = 10 m/s2.
a)
Tentukan kecepatan benda m2 sebelum tumbukan (v0).
b) Tentukan
kecepatan masing-masing benda persis setelah tumbukan (v1 dan v2).
c)
Tentukan berapa besar μ1 agar kedua massa berhenti di tempat yang sama?
d)
Dimanakah posisi kedua benda berhenti, dihitung dari titik posisi
tumbukan?
7. (14 poin) Sebuah sistem bandul sederhana
mempunyai
panjang tali L berada dalam medan
gravitasi g. Beban yang digunakan
mempunyai
massa m dan dapat dianggap berbentuk massa titik.
Pada
posisi vertikal di bawah titik O terdapat sebuah
paku pada jarak L/2
dari O. Akibat paku ini, ayunan
bandul berubah arah seperti
ditunjukkan pada
gambar. Sudut simpangan mula-mula θ0 dipilih
sedemikian
rupa sehingga ketinggian maksimum
(titik A) massa m relatif terhadap
titik terendah (titik
B) adalah h1. Anggap simpangan sudut θ0 kecil.
a)
Berapakah ketinggian h2 dari titik C (titik C adalah posisi simpangan
maksimum).
b) Hitung periode osilasi sistem (yaitu gerak dari A – B –
C – B – A).
This entry was posted on 05.52
and is filed under
OSN Fisika
.
You can follow any responses to this entry through
the RSS 2.0 feed.
You can leave a response,
or trackback from your own site.
0 komentar:
Posting Komentar