KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

LEMBAR JAWABAN

SELEKSI OLIMPIADE SAINS NASIONAL BIDANG Fisika Eksperimen TAHUN 2012

Nomor Peserta Kode bidang studi Kode Provinsi No. Urut Daftar Hadir

0 2222

Nomor Kotak Kardus : ..70...

JAWABAN :

Bagian I:

i) m1 = [R2 – (R – t)

2] L = (2Rt – t

2) L ........ (1) (½ poin)

ii) m2 = (0,6 cm) R2 ........ (2) (½ poin)

iii) m3 = (R – t)2 L ........ (3) (½ poin)

iv) M = m1 + 2m2 + m3 ........ (4) (½ poin)

v) Air sebagai fluida ideal tidak mengambil peran dalam gerak osilasi pada tabung silinder berisi air

ini. Maka air tidak memberikan kontribusi dalam momen inersia sistim silinder ini.

Iy = ½ m1 [R2 + (R – t)

2] + 2 [½ m2 R

2] ....... (5) (½ poin)

Dari hasil pengukuran diperoleh harga-harga parameter berikut:

l = 32,7 cm; g = 1000 cm/det2;

a = R = 3,2 cm; = 2,70 g/cm3; h = 9,3 cm; L = 9,3 – 1,2 = 8,1 cm.

Sehingga: m1 = 439,50 t – 68,67 t2 g; ........ (6) (½ poin)

m2 = 52,1 g; ........ (7) (½ poin)

m3 = 260,4 – 162,8 t + 25,43 t2 g; ........ (8) (½ poin)

M = 364,6 + 276,7 t – 43,24 t2 g; ........ (9) (½ poin)

Iy = 533,5 + 4500,5 t – 2109,7 t2 + 439,5 t

3 – 34,34 t

4 ........ (10) (½ poin)

Bagian II :

a) 2

2Ma

I

gT

y

y

........ (11)

Untuk 50 osilasi T50 = 35,60 detik

T = (0,713 0,005) detik ....... (12) (½ poin)

Substitusi nilai T ke pers. (11): 2

2

22

96,1728,11064,14580,44

ttMMTga

I y

t4 – 12,8 t

3 + 56,4 t

2 – 98,8 t + 26,93 = 0 ...... (13) (½ poin)

Solusi pers. (13) dengan menggunakan iterasi numerik atau metoda bisection, diperoleh hasil:

t = 0,33 0,01 cm (1 poin)

Dengan demikian diperoleh harga-harga numerik dari:

m1 = 138 g; (½ poin)

m2 = 52,1 g; (½ poin)

m3 = 209 g; (½ poin)

M = 451 g. (½ poin)

b) 2

2Ma

I

gT x

x

...... (14)

Dari 50 kali osilasi didapat T50 = 33,25 0,06 detik, sehingga (½ poin)

Tx = 0,665 0,001 detik. (1 poin)

Dari pers. (14) dengan nilai l = 31,5 cm; g = 1000 cm/det2; a = h/2 = 9,3/2= 4,65 cm; (½ poin)

dan M = 451 g; kita dapatkan 2exp 103471 cmgI x (1 poin)

Dan juga 2745207 cmgI teo

x (1 poin)

c) 2exp 1736 cmgIII x

teo

xx (1 poin)

Perbedaan ini secara statistik signifikan, karena terhadap teori perbedaannya adalah 33,33% dan ini

bisa dikatakan sebagai kesalahan literatur.

d) Dari data pengukuran T vs l diperoleh kurva T2 vs l dalam bentuk:

- Memberi nama sumbu x dan y dengan satuannya secara benar: (½ poin)

- Meletakan titik-titik data pada kurva dengan benar: (½ poin)

- Menentukan persamaan garis lurus: (½ poin)

- Menarik garis lurus dengan benar dan tepat: (½ poin)

Dari pers. (11) diperoleh hubungan/formula: 2

22 4

gMa

IT

Sehingga dari kurva diatas diperoleh hubungan: 0199,014

2

2

gMa

Ib

(1 poin)

Dengan memasukan nilai I = 2840 g.cm2; M = 561 g; dan a = 3,2 cm ke dalam persamaan diatas

diperoleh nilai gravitasi g = 979,8 cm/det2. (1 poin)

Data hasil pengukuran

l (cm) T50 (sec)

T (sec) Tave (sec)

T2 (detik)2

l

(cm)

24.9

12.25 0.61

0.61 0.3691 24.9 12.10 0.61

12.10 0.61

27.3

33.66 0.67

0.67 0.4537 27.3 33.72 0.67

33.66 0.67

28.3

34.16 0.68

0.68 0.4613 28.3 33.75 0.68

33.97 0.68

30.2

35.53 0.71

0.71 0.5058 30.2 35.68 0.71

35.47 0.71

31.2

14.10 0.71

0.70 0.4951 31.2 14.00 0.70

14.12 0.71

32.7

35.59 0.71

0.71 0.5083 32.7 35.60 0.71

35.75 0.72

33.8

37.75 0.76

0.75 0.5656 33.8 37.44 0.75

37.62 0.75

36.2

15.38 0.77

0.76 0.5824 36.2 15.22 0.76

15.19 0.76

37.4

39.85 0.80

0.80 0.6328 37.4 39.72 0.79

39.75 0.80

37.7

40.40 0.81

0.81 0.654 37.7 40.31 0.81

40.60 0.81

38.5

15.88 0.79

0.79 0.627 38.5 15.72 0.79

15.91 0.80

41.8

43.38 0.87

0.86 0.7457 41.8 43.00 0.86

43.15 0.86

- Penulisan parameter dan satuannya dengan benar: (1 poin)

- Jumlah osilasi minimal 20 kali: (½ poin)

- Jumlah data minimal 10 variasi l: (½ poin)