Pembahasan Fisika UTUL UGM 2010

Document Sample
Pembahasan Fisika UTUL UGM 2010 Powered By Docstoc
					PEMBAHASAN SOAL TO OSN TINGKAT KABUPATEN/KOTA 2010

BAGIAN PERTAMA FISIKA


 No       Jawab        No            Jawab          No          Jawab

  1         B          11             A               21              D

  2         D          12             D               22              E

  3         C          13             A               23              E

  4         B          14             A               24              D

  5         A          15             C               25              D

  6         A          16             B               26              E




                                                                                                                       m
  7         C          17             A               27              E




                                                                                                             o
                                                                                                          .c
  8         B          18             D               28              B




                                                                                                 ss
  9         C          19             B               29              A

 10         E          20             A               30              C
                                                                                       re
                                                                              dp
                                                                       or
BAGIAN KEDUA FISIKA
                                                            .w


1. a)
                                                         lo



   (i)          T1                           (ii)             T2                             (iii)
                                                o
                                             is




                       m1
                                      sc




                                                                      m2
                                                                                                                   p
                             .s




                                                                                                                           T2
                            w




                m1.g                                          m 2.g
                                                                                                     T1
                       w
                 w




   b) (i) Tinjau m1 bergerak ke atas (+) karena m1 < m2
          +T1  m1g = m1 a1 (1 poin)                                                                                                 +

         (ii) tinjau m2 bergerak ke bawah (+) karena m2 > m1
              + m2g  T 2 = m2 g2 (1 poin)
                                                                                                               R            r
         (iii) Tporos p = I .  putaran searah jarum jam sebab m2 > m1                                                p
               +T2 . r  T1 R = I .  (1 poin)
                                                                                                                                T2

                                                                                                          T1

   c)    Persamaan hubungan a1 dan a2. dalam kasus di sini lingkaran r dan lingkaran R seposisi sehingga yang sama
         adalah percepatan sudutnya.
                       a1       a2             R
         1 = 2      R
                            =    r
                                      a1 =    r
                                                    a2 .... .......................... (1)
         dari persamaan-persamaan dalam b


SSCIntersolusi Group                                                                                                                     halaman 1
            T1  m1g = m1a1  T 1 = m1g + m1a1
                                T 1 = m1g + m1( R a2)
                                                r
                                                               m1R
                                            T 1 = m1g +         r
                                                                         a2 .................. (2)
            m2g  T2 = m2 a2  T2 = m2 g  m2 a2 ..................... (3)
                                                        a2
            T2r  T1R = I .  dengan  =                r




             (m2g  m2a2)r  (m1g +
                                               m1R
                                                r
                                                     a2)R = I          a2
                                                                          r
                                               m1R 2
             m2gr m1 g R = (m1g +               r
                                                         rI )a2

                       m 2 gr  m1gR
             a2 =            mR     2
                       m 2r  1  I
                                r       r




                                                                                                       mo
         substitusi m1 = 1,0 kg; m2 = 6 kg; I = 0,10 kg . m2 g = 10 m/s2




                                                                                                     .c
                  R = 0,2 m r = 0,08 m diperoleh




                                                                                                     ss
         a2 =
                 6100,08  1,0100,2    =
                                                          2 ,8
                                                               = 1,25 m/s2
                             1,0 0 ,2 2 0


                                                                                               re
                  60 ,08  0 ,08  0 ,,10              0 ,08
                                              08                                     dp
                                                     0 ,2
         substitusi a2 ke 1 diperoleh a1 =           0 ,08
                                                             (1,25) = 3,125 m/s2
                                                                              or

     d) subtitusikan a2 ke (2) diperoleh T1
                                                                .w


                          m1R                            1,0 0 ,2 
         T 1 = m1g +       r
                                a2 = (1,0)(10) +             0 ,08
                                                                         (1,25) = 13,125 N
                                                  o          lo




         subtitusikan a2 ke 3 diperoleh T2
                                               is




         T 2 = m2g  m2g2 = (6)(10)  (6)(1,25) = 52,5 N
                                            sc
                              .s
                             w
                        w
                       w




2.
                                                                                          30


                                                                                      120             h=L + L.sin30
                                        L                                                              =3/2 L
                                              Vbandul = 0
                                                                                 L
                                              3M
                                M
                                                   VB
                 V                      B




             

        A       V 0x



SSCIntersolusi Group                                                                                                  halaman 2
     a) Kecepatan peluru sesaat sebelum menumbuk bandul (VB = ....?) gerak peluru pada sumbu x adalah gerak
        lurus beraturan sehingga
        Vx = V0x dengan V0x = Vcos 
        Jadi VB = V cos 
     b) Gunakan Hukum kekekalan momentum untuk menentukan kecepatan (bandul + peluru) sesaat sesudah
        tumbukan
        Ppeluru + Pbandul = P’(bandul + peluru)
          MVB + 0 = 4M . V’B  VB’ = 1 VB  VB’ = 1 Vcos 
                                                   4          4


     c)   gerak (peluru + bandul) dari posisi B ke posisi C memenuhi hukum kekekalan energi
          EpB + EkB = EpC + EkC (ambil B sebagai acuan)
          0 + 1 m(VB’)2 = mghC + 0 dengan hC = L + Lsin 30 = 3 L
                 2                                                 2
          (VB’)2 = 2g( 3 L)           1   V2 cos2  = 3gL
                           2          16
             2        48 gL                    4
          cos  =               cos  =       V
                                                   3gL
                      V2




                                                                             o   m
                                               r
3.




                                                                          .c
                                           




                                                                       ss
                                                       m
                                                       B


                                                                   re
                                                                  dp
                                                              or
                                                              .w


                                 A
                                                           lo



                                 m
                                                      o




     Benda B yang terletak pada meja tidak tergelincir:
                                                   is




      Ini berarti A tak bergerak turun atau naik
        Fy = 0  + T  mg = 0  T = mg ........ (1)
                                           sc




      Nilai minimum rmin diperoleh jika gaya gesek  berarah ke kanan (pada benda B). Benda B mengalami gerak
        melingkar sehingga pada B bekerja gaya sentripetal.
                                .s




        FSent = + T   = mw2 rmin dengan  = N = mg
                               w




                                                   2
      substitusikan 1 diperoleh mg  mg = m  rmin
                          w




               mg1     g1  
        rmin =      2
                         =     2
                     mw           w
                     w




          substitusikan g = 10 m/2,  = 0,5 dan w = 6 rad . s1
                   101  0 ,5    5
          rmin =         2
                                =     m
                       6          36
         Nilai maksimum rmak diperoleh jika  berarah ke kiri.
          sent = +T +  = mw2rmaks
                     = mg +  mg = m 2 rmak
                        g1       101  0 ,5    15    5
                rmak =            =                =    =    m
                           w2            62          36   12




SSCIntersolusi Group                                                                               halaman 3
4.
                                                       V’1y            V’1

         1                           2                      1                      2
                 V1 =9m/s                                         
                                         m =diam                                               V’2x
                                          V2 = 0                      V’1x                 
                                                            m                     m
         m


                                                                                               V’2
     a) V1’ = ....? V2’ = ......                                                   V’2 y
      momentum sistem sesaat sebelum tumbukan
         p       = m1 v1 + m2 v 2
                 = m(g i ) + 0
         p       = gm i
         i = vektor satuan pada sumbu x
         j = vektor satuan pada sumbu y

        Momentum sistem sesaat sesudah tumbukan




                                                                                                     m
         p ’ = m1 v1' + m2 v 2' = m( i V1’ cos  + m V2’ cos ) i + (mV1’ sin   mV2’ sin ) j
         p ’ = (m v1’ cos  + mv2’ cos ) i + (mV1’ sin   m2V2’ sin ) j




                                                                                              o
                                                                                           .c
        Hukum kekekalan momentum memberikan p ’ = p




                                                                                   ss
         (mV1’ cos  + mV2’ cos ) i + (mV1’ sin   mV2’ sin ) j = 9 m i + 0 j
     komponen j memberikan mV1’ sin   m V2’ sin  = 0


                                                                               re
                             V1’  V2’ = 0  V1’ = V2’ = V’ ........ (1)
                                                                       dp
     komponen i memberikan mV1’ cos  + m V2’ cos  = 9 m
                             V’cos  + V’cos  = 9
                                                                   or

                             2V’ cos  = 9
                                       9
                                                         .w


                             V’ =
                                    2 cos 
                                                      lo



     substitusi  = 30 atau cos  = cos 30 =          1       3 diperoleh
                                                        2
                                               o




                  9         9    9
     V’ =               =                3 =3 3
                                            is




             2    3
                 1
                 2
                            3    3
                                         sc




     Jadi V1’ = V’ = 3 3 m/s dan V2’ = V’ = 3 3 m/s
                                 .s




     b) Energi kinetik sesaat sebelum tumbukan
                                w




         Ekawal = Ek1 + Ek2 = 1 m1V12 + 0 = 1 m(92) =                 81   m = 40,5 m
                          w




                                     2                 2              2
         Energi kinetik sesaat sesudah tumbukan :
                      w




         Ekak = Ek11 + Ek2’ =        1 m(V’)2   +   1 m(V’)2    = m(V’)2 = m(3 3 )2 = 27 m
                                     2              2
         Tampak Ekakhir < Ekawal sehingga energi kinetik tidak kekal dalam proses tumbukan




SSCIntersolusi Group                                                                                     halaman 4

				
DOCUMENT INFO
Description: Kumpulan Soal dan Pembahasan UTUL UGM