OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2014
BIDANG ILMU FISIKA
SELEKSI TIM OLIMPIADE FISIKA INDONESIA 2015
1. (10 Poin) Sebuah silinder pejal bermassa M dan berjar-jari R berada di sebuah pojok dan menyentuh dinding maupun lantai., seperti terlihat pada gambar di bawah. Seutas tali tak bermassa dan sangat panjang dililitkan pada silinder kemudian dipasang pada katrol licin secara mendatar dan dihubungkan ke benda bermassa m. Koefisien gesek kinetik μ berlaku untuk permukaan dinding dan lantai. Selama benda m bergerak ke bawah, silinder M tetap berada dalam kontak dengan dinding dan lantai. Tentukan :
a. gaya normal dari dinding dan lantai (nyatakan dalam μ, m, M dan g )
b. percepatan benda m dan hitung pula nilai percepatannya secara numerik untuk data berikut ini : μ = 0.5 , m= 11 kg, M = 8 kg , R= 0,4 M dan g= 10 m/s2.
c. nilai m/M minimum agar silinder dapat berotasi.
2. (13 Poin) Perhatikan gambar di bawah ini . Sebuah bola billiard berjari-jari R diletakkan pada posisi (a,b) dari ujung kiri atas meja (lubang A). Panjang dan lebar bagian dalam meja berturut-turut adalah P dan L. Seorang siswa ingin memasukkan bola tersebut ke dalam lubang C dengan memukulnya oleh gaya sesaat F pada sudut α pada posisi terhadap sisi AB. Waktu kontak pemukul dengan bola adalah ∆t0 dan asumsikan seluruh impuls yang diberikan pemukul dikonversi menjadi momentum bola. Siswa tersebut berencana memantulkan bola tersebut dua kali yaitu dipantulkan oleh sisi AB dan sisi BD, sampai akhirnya masuk ke lubang. Lubang pada meja dibuat sedemikian sehingga titik tengah lubang tersebut berada tepat pada ujung-ujung bagian dalam meja. Dan ketika bola masuk, pusat massa bola dianggap berada pada pusat lubang. Tentukanlah :
a. tan α agar bola tepat masuk di lubang C ( nyatakan dalam b, P,L dan a)
b. S1 yaitu jarak yang ditempuh bola sebelum menumbuk dinding AB.
c. S2 yaitu jarak yang ditempuh bola setelah menumbuk menumbuk dinding AB dan sebelum menumbuk dinding BD.
d. S3 yaitu jarak yang ditempuh bola setelah menumbuk dinding BD dan sebelum memasuki lubang.
e. Jika tumbukan antara bola dan dinding adalah lenting sebagian dengan koefisien restitusi e, tentukan kecepatan bola sesaat sebelum masuk ke dalam lubang ( nyatakan dalam F, ∆t0, e, m, k. R, S1, S2 dan S3 ).
( Asumsikan energi yang hilang akibat rotasi adalah kmRd dimana k adalah konstanta penghambat rotasi, m adalah massa bola, dan d adalah jarak yang ditempuh bola.)
ConversionConversion EmoticonEmoticon