Kontes Terbuka Olimpiade Fisika Hitung Momen Inersia silinder di atas terhadap pusat kedua silinder!

  • View
    49

  • Download
    5

Embed Size (px)

Text of Kontes Terbuka Olimpiade Fisika Hitung Momen Inersia silinder di atas terhadap pusat kedua silinder!

  • KTOF VII Juli 2019 Halaman 1 dari 9

    Kontes Terbuka

    Olimpiade Fisika

    Naskah Soal

    Kontes Terbuka Olimpiade Fisika

    Juli 2019

    Oleh :

    Komunitas Olimpiade Fisika Indonesia

    Waktu : 47 Jam

    Tahun 2019

  • KTOF VII Juli 2019 Halaman 2 dari 9

    Kontes Terbuka

    Olimpiade Fisika

    Penjelasan Model Soal

     Pada KTOF kali ini menggunakan sistem Essay.

     Tetap terdapat Soal Utama yaitu 7 buah soal utama pada KTOF kali ini (sesuai

    susunan soal OSN Fisika level kabupaten/kota) dimana masing-masing soal terdiri

    atas beberapa anak soal dimana setiap soal memiliki poin maksimum sesuai yang

    tertera pada soal.

     Setiap anak soal adalah soal-soal yang berkaitan dengan soal utama yang berupa

    konsep, matematik, numerik, analitik, atau grafik. Untuk mengerjakan soal numerik

    peserta diizinkan menggunakan kalkulator.

     Setiap anak soal dari soal utama memiliki keterkaitan satu sama lain yang saling

    membangun guna mempelajari permasalahan yang diberikan pada soal utama.

    Teknis Pengerjaan

     Setiap peserta akan mendapatkan Nomor Peserta masing-masing.

     Soal KTOF akan kami bagikan via email dan grup WA kepada para peserta pada hari

    Jumat, 19 Juli 2019 pukul 13.00 WIB.

     Peserta dipersilahkan mengerjakan soal yaitu dari saat soal dibagikan sampai batas

    terakhir memasukkan jawaban di form jawaban online yaitu pada hari Minggu, 21

    Juli 2019 pukul 12.00 WIB.

     Jawaban ditulis secara detail pada kertas HVS berwarna putih menggunakan

    balpoint warna hitam/biru dan tidak boleh warna lainnya. Pada bagian atas halaman

    paling depan setiap nomor soal tuliskan nama, sekolah/instansi, dan nomor peserta

    yang telah diberikan.

    Teknis Pengumpulan Jawaban

     Jawaban untuk setiap nomor soal harus dipisah dan dinamai dengan format berikut:

    soal(nomor)_namalengkap_asalsekolah/instansi, Contoh : hvhvhcvugc

    soal2_ahmadbasyirnajwan_sman3banjarbaru,

    soal5_mfauzansyahbana_smantambunselatan

  • KTOF VII Juli 2019 Halaman 3 dari 9

    Kontes Terbuka

    Olimpiade Fisika

     Jawaban diunggah pada form jawaban online menggunakan link berikut ini

    bit.ly/FormJawabKTOFJuli.

     Jawaban hanya boleh dalam bentuk PDF dengan ukuran maksimal untuk tiap

    soalnya adalah 20Mb. Untuk membuat file berupa foto menjadi file PDF, kalian bisa

    menggunakan aplikasi CamScanner menggunakan cara lainnya.

     Form jawaban online hanya dibuka pada batas waktu pengerjaan yaitu dari hari

    Jumat, 19 Juli 2019 pukul 13.00 WIB sampai dengan Minggu, 21 Juli 2019 pukul

    12.00 WIB. Kami himbau para peserta untuk tidak mengumpulkan jawaban di menit-

    menit akhir karena dikhawatirkan ada masalah koneksi yang menyebabkan jawaban

    tidak terunggah.

    Pengumuman Hasil dan Benefits

     Setiap peserta akan mendapatkan Soal KTOF beserta Solusinya. Solusi akan kami

    berikan setelah Form Jawab Online ditutup yaitu pada hari Minggu, 21 Juli 2019

    pukul 12.01 WIB via Email dan Grup WA.

     Hasil KTOF akan kami publikasikan 3-4 hari setelah tes berakhir melalui media sosial

    kami via Facebook dan Instagram. Kami juga akan menginformasikan hasil penilaian

    lewat Grup WA.

     Kami akan repost 3 Peserta terbaik yaitu 3 nilai tertinggi.

     KTOF ini tentunya bisa menjadi ajang melatih diri dan pemantapan bagi siswa-siswa

    yang akan mengikuti Olimpiade Sains Nasional Khususnya Bidang Fisika. Selain itu

    juga bisa di jadikan ajang uji diri bagi Siswa Kelas XII, Mahasiswa, guru, dan Pegiat

    Olimpiade Fisika lainnya.

    Hormat Kami

    Komunitas Olimpiade Fisika Indonesia

  • KTOF VII Juli 2019 Halaman 4 dari 9

    Kontes Terbuka

    Olimpiade Fisika

    Kontes Terbuka Olimpiade Fisika

    19 – 21 Juli 2019

    Waktu : 47 Jam

    1. (14 Poin) Peluit Kereta

    Sebuah kereta bergerak dengan kelajuan 𝑣 sepanjang rel yang lurus menuju seorang

    penjaga rel yang tepat berada di samping rel kereta, di persimpangan rel dan jalan raya.

    Kereta ini membunyikan peluitnya selama 𝑇 detik. Diketahui kelajuan bunyi di udara

    adalah 𝑐.

    a. Berapa lama penjaga rel akan mendengar suara peluit ini? Selama membunyikan

    peluitnya sampai berhenti kereta belum mencapai sang penjaga rel.

    Tepat ketika kereta selesai membunyikan peluitnya, sang penjaga menurunkan penutup

    jalan. Untuk diketahui bahwa jalur rel kereta ini berpotongan dengan jalan raya sehingga

    penutup jalan harus sudah turun sempurna saat muka kereta masih berjarak 𝑠1 dari titik

    perpotongan rel dan jalan raya. Diketahui juga bahwa torsi pemutar punutup jalan

    bervariasi sebagai fungsi waktu 𝜏(𝑡) = 𝜏0 cos 𝛼𝑡 dengan 𝛼 adalah suatu konstanta positif.

    Abaikan gaya dan torsi lainnya. Penutup jalan berupa batang bermassa 𝑀 yang memiliki

    panjang 𝐿 dan diporos pada salah satu ujungnya.

    b. Jika kereta mulai membunyikan peluit saat muka kereta berjarak 𝑠2 dari titik

    perpotongan dan penutup jalan pada awalnya berada dalam kondisi vertikal dan

    tertutup sempurna saat berada di posisi horizontal, tentukan nilai minimum 𝜏0! Saat

    mulai bergerak menutup, penutup jalan diam. Pada saat sudah tertutup, terdapat

    mekanisme peredam yang langsung menghentikan gerakan penutup jalan.

    2. (14 Poin) Kelereng Pada Tangga

    Ada sebuah tangga yang lebar anak tangganya sama dengan tinggi anak tangga, yaitu 𝑎.

    Sebuah kelereng dilempar dengan suatu kecepatan 𝑣 dengan sudut elevasi 60° dari

    tengah sebuah anak tangga. Percepatan gravitasi 𝑔 vertikal ke bawah.

  • KTOF VII Juli 2019 Halaman 5 dari 9

    Kontes Terbuka

    Olimpiade Fisika

    a. Berapakah besar 𝑣 agar kelereng jatuh tepat di tengah anak tangga selanjutnya?

    b. Tentukan vektor kecepatan kelereng ketika kelereng menumbuk anak tangga

    selanjutnya! (Arah horisontal ke kanan �̂�, arah vertikal ke atas �̂�)

    c. Berapakah besar koefisien restitusi tangga 𝑒, agar gerakan ini terus berulang, sehingga

    kelereng akan menumbuk setiap tangga?

    3. (15 Poin) Tumpukan Kotak

    Sebanyak 𝑁 buah kotak identik bermassa 𝑚 ditumpuk seperti diilustrasikan pada gambar

    di bawah. Koefisien gesek di setiap permukaan adalah 𝜇. Kotak ke 𝑛 (0 < 𝑘 < 𝑁) ditarik

    sehingga mengalami percepatan sebesar 𝑎.

    a. Hitung besar gaya tarik pada kotak 𝑘

    b. Hitung besar percepatan kotak 𝑝 (0 < 𝑝 < 𝑘)

    c. Hitung besar percepatan kotak 𝑞 (𝑘 < 𝑞 < 𝑁)

    … 𝑁 buah kotak

  • KTOF VII Juli 2019 Halaman 6 dari 9

    Kontes Terbuka

    Olimpiade Fisika

    4. (20 Poin) Analisis Tumbukan Batang dengan Roda Yoyo

    Pada awaknya di atas sebuah bidang horizontal diletakkan sebuah benda tegar dengan

    bentuk sebagai berikut, (Keterangan ada di gambar)

    Silinder di samping terdiri dari dua silinder , satu besar satu kecil yang digabung menjadi

    satu. Silinder kecil ada di sisi kanan dan kiri silinder besar. Semua silinder konsentris dan

    mempunyai pusat yang sama. Massa silinder besar dan kecil berturut-turut adalah 𝑚 dan

    𝑀.Jari jari silinder besar dan kecil berturut-turut adalah 𝑎 dan 𝑏

    a. Hitung Momen Inersia silinder di atas terhadap pusat kedua silinder!

    b. Silinder tersebut kemudian ditarik dengan tali yang diberi sudut elevasi 𝜃 terhadap

    sumbu horizontal di atas bidang datar, bila tali tidak slip pada silinder dan ditarik

    dengan kecepatan 𝑣, hitunglah kecepatan pusat massa dan kecepatan sudut silinder

    bila silinder menggelinding tidak slip atas permukaan lantai!

    c. Bila dalam geraknya di bidang datar, silinder menumbuk batang bermassa 𝑀′ secara

    elastik pada pada jarak ℎ dari pusat rotasi batang, tentukan tinggi maksimum yang

    dapat dicapai oleh batang! (Asumsikan tumbukan berlangsung sangat cepat,

    asumsikan juga bahwa antara batang dengan silinder tidak ada gesekan).

    𝑀

    𝑚 𝑎

    𝑏

    𝑀′ ℎ

    𝑙

  • KTOF VII Juli 2019 Halaman 7 dari 9

    Kontes Terbuka

    Olimpiade Fisika

    d. Setelah menumbuk batang, silinder akan bergerak kembali. Tentukan syarat agar

    silinder bergerak pada arah yang berlawanan dan kecepatan sudut silinder setelah

    waktu yang sangat lama, asumsikan tidak ada tumbukan ke