Soal dan Pembahasan OSK Fisika 2016 ~ GUDANG SOAL

Tes Seleksi OSN 2016 Bidang FISIKA

TINGKAT KABUPATEN/KOTA

Waktu: 3 Jam

1. (8 Poin) Tinjau fenomena osilasi bebas yang dialami suatu tetes cairan yang berhasil direkam oleh beberapa astronot pada saat mereka sedang mengorbit di ruang angkasa bebas gravitasi. Fenomena ini mereka temukan pada saat mereka sedang berusaha menangkap satu tetes air yang besar dan kemudian merekamnya dalam bentuk video. Para astronot berhasil mengamati dengan jelas kalau ukuran/jari-jari tetes air tersebut benar-benar

berosilasi (lihat gambar).

Fenomena ini belum diketahui banyak orang karena mereka bermukim di permukaan Bumi yang gravitasinya mengakibatkan tetes cairan mengalami jatuh bebas lebih cepat sehingga tidak sempat mengalami osilasi. Fenomena populer ini pertama kali diselesaikan oleh Lord Rayleigh yang hasilnya telah dipublikasi dalam majalah ilmiah Nature volume 95, halaman 66, tahun 1915.

a. (4 Poin) Dengan mengabaikan pengaruh percepatan gravitasi bumi, tentukan besar frekuensi osilasi tetes di atas yang dianggap bergantung pada massa jenis cairan (rho), jarijari tetes cairan (r), dan tegangan muka cairan (teta).

b. (2 Poin) Untuk ukuran tetes cairan yang sama, hitunglah nilai perbandingan (rasio) antara frekuensi osilasi tetes cairan A dengan frekuensi osilasi tetes cairan B dengan amenggunakan hasil (a) di atas, dan

c. (2 Poin) Jelaskan kesimpulan Anda tentang pengaruh massa jenis cairan terhadap frekuensi osilasinya.

Diketahui:

- massa jenis: 1 g/cm3 (cairan A) dan 12,1 g/cm3 (cairan B)

- tegangan muka: 0,0405 N/m (cairan A) dan 0,5 N/m (cairan B)