Soal Olimpiade Fisika Sma

Soal Olimpiade Fisika SMA – Ini memang kami sampikan untuk anda semua alasannya di situs kunci jawaban akan menunjukkan pembahasan lengkap bukan hanya materi Soal Olimpiade Fisika SMA ini saja namun berbagai dari soal Umum, Soal SD, Soal MI, Soal Sekolah Menengah Pertama, Soal MTs, Soal Sekolah Menengan Atas MA, Soal SMK, Hingga Perguruan Tinggi. Tentunya dengan hal ini situs ini akan memberikan kelengkapan buat anda mampu belajari pribadi untuk bahan pola Soal tersebut.

Untuk Postingan kali ini kami bagikan secara langsung perihal pembahasan Soal Olimpiade Fisika Sekolah Menengan Atas sehingga dengan Soal Olimpiade Fisika Sekolah Menengan Atas ini maka anda mampu pribadi pelajari soal soal tersebut. Oya untuk situs kunci tanggapan juga memperlihatkan Bank Soal yang ada di positingan ini dimana semua postingan dan bahan soal yang kami update saban hari mampu dilihat di artikel Bank Soal yang suda ada di sidebar dan header dari situ ini.

Anda bisa menyaksikan semua soal-soal tersebut lengkap tinggal pilih materi soal yang anda ingin pelajari. Karena untuk Bank Soal tersebut adalah mencakum semua isi konten di situs kunci jawaban.

Tidak usa lama-usang maka peroleh Soal Olimpiade Fisika SMA yang kami posting dibawah ini supaya mampu bermainfaat buat anda semua yang dikala ini ingin memelajari Soal Olimpiade Fisika SMA ini.

Soal No. 1
(10 poin) Sebuah benda bergerak sepanjang sumbu x dimana posisinya selaku fungsi dari waktu t mampu dinyatakan dengan kurva mirip tampakpada gambar di samping (x dalam meter dan t dalam detik).

Tentukan:
a. kecepatan sesaat di titik D
b. kecepatan permulaan benda
c. kapan benda dipercepat ke kanan
Pembahasan
a. kecepatan sesaat di titik D
Kecepatan sesaat yakni turunan pertama fungsi posisi x terhadap waktu t. Ingat di pelajaran matematika untuk titik maksimum fungsi syaratnya turunan fungsinya sama dengan nol. Jadi v = dx/dt = 0

b. kecepatan awal benda
Awal gerak benda hingga mendekati titik C, benda bergerak lurus beraturan sehingga kecepatannya selalu sama untuk titik-titik tersebut sama dengan kecepatan permulaan (grafiknya linear). Sehingga dari rumus GLB:
x = v_ot
v_o = x/t = 5/4 = 1,25 m/s

c. kapan benda dipercepat ke kanan
Benda tidak dipercepat ke kanan, dari permulaan benda benda bergerak lurus beraturan, lalu mulai melambat hingga detik-detik berikutnya.
Soal No. 2
(10 poin) Dua mobil A dan B bergerak lewat jalan yang serupa dan berangkat dari titik awal yang serupa secara bersama-sama. Kurva kecepatan v kedua mobil selaku fungsi waktu t diberikan pada gambar di samping.

Tentukan:
a. persamaan jarak tempuh A dan B sebagai fungsi dari waktu.
b. kapan dan di mana mobil A berhasil menyusul kendaraan beroda empat B.
c. skema kurva posisi kedua mobil terhadap waktu dalam satu gambar. Ambil selang waktu sejak kedua mobil berangkat hingga sesaat sehabis kendaraan beroda empat A menyusul kendaraan beroda empat B.
d. Jika setelah menempuh jarak 60 m mobil A melambat dengan besar perlambatan yang sama dengan besar percepatan dikala awal perjalanan, kapan dan di manakah mobil B berhasil menyusul mobil A?
Pembahasan
a. persamaan jarak tempuh A dan B selaku fungsi dari waktu.
Mobil B bergerak lurus beraturan, kecepatannya senantiasa sama setiap waktu yakni 4 m/s. Persamaannya jarak tempuhnya yakni kecepatan permulaan dikali waktu:
x(t) = 4t

Mobil A bergerak lurus berganti beraturan, dengan kecepatan permulaan vo = 2 m/s dan saat t = 4 s, kecepatannya adalah 4 m/s. Percepatan mobil A dicari dahulu:
vt = vo + at
4 = 2 + 4a
4a = 2
a = 0,5 m/s²

Persamaan jarak untuk kendaraan beroda empat A :
x = v_ot + 1/2 at²
x = 2t + 1/2(0,5)t²
x = 2t + 1/4t²

b. kapan dan di mana kendaraan beroda empat A sukses menyusul kendaraan beroda empat B.
Mobil A menyusul B saat jarak tempuh keduanya sama:
4t = 2t + 1/4t²
16t = 8t + t²
t² – 8t = 0
t(t – 8) = 0
t = 8 s

Pada jarak
x = 4t = 4(8) = 32 meter

c. sketsa kurva posisi kedua kendaraan beroda empat kepada waktu dalam satu gambar. Ambil selang waktu semenjak kedua kendaraan beroda empat berangkat hingga sesaat sehabis mobil A menyusul kendaraan beroda empat B.

Mobil B: x = 4t
t = 1 s → x = 4(1) = 4 m
t = 2 s → x = 4(2) = 8 m
t = 4 s → x = 4(4) = 16 m
t = 6 s → x = 4(6) = 24 m
t = 8 s → x = 4(8) = 32 m

Mobil A: x = 2t + 1/4t²
t = 1 s → x = 2(1) + 1/4(1)² = 2,25 m
t = 2 s → x = 2(2) + 1/4(2)² = 5 m
t = 4 s → x = 2(4) + 1/4(4)² = 12 m
t = 6 s → x = 2(6) + 1/4(6)² = 21 m
t = 8 s → x = 2(8) + 1/4(8)² = 32 m

Grafik:

d. Jika setelah menempuh jarak 60 m kendaraan beroda empat A melambat dengan besar perlambatan yang sama dengan besar percepatan saat permulaan perjalanan, kapan dan di manakah kendaraan beroda empat B berhasil menyusul kendaraan beroda empat A?

Waktu yang diharapkan mobil A menempuh 60 m ialah:
x = 2t + 1/4t²
60 = 2t + 1/4t²
t² + 8t – 240 = 0
(t + 20)(t – 12) = 0
Ambil t = 12 sekon.

Jarak tempuh A dan B masing-masing dikala t = 12 s adalah
xo_A = 60 m
xo_B = 4t = 4(12) = 48 m

Kecepatan kendaraan beroda empat A dan B masing-masing t = 12 s yaitu:
V_tA = vo + at = 2 + (0,5)12 = 8 m/s → menjadi Vo untuk gerak sejak diperlambat
V_B = 4 m/s konstan
Waktu yang diharapkan mobil B menyusul mobil A sejak diperlambat ialah
xA = xB
xo_A + V_oA t – 1/2 a t² = xo_B + V_B t
60 + 8t – 1/2 (0,5)t² = 48 + 4t
12 + 4t – 1/4t² = 0
t² – 16t – 48 = 0

Dengan rumus ABC diperoleh t = (8 + 4√7) sekon

Dalam waktu  (8 + 4√7) sekon tersebut jarak tempuh B yaitu 4(8 + 4√7) = 32 + 16√7 meter.
Sehingga dari awal gerak waktu yang diharapkan ialah 12 + (8 + 4√7) = 20 + 4√7 sekon pada jarak 48 + (32 + 16√7) = 80 + 16√7 m ≈ 122,33 m.

Cecking jarak tempuh kendaraan beroda empat A dari mulai diperlambat untuk t = 8 + 4√7 sekon :
x = V_ot – 1/2 at²
x = 8 (8 + 4√7) – 1/2 (1/2)(8 + 4√7)²  = 148,66 – 86,33 ≈ 62,33 m
Jarak dihitung dari awal gerak dengan demikian yaitu 60 + 62,33 = 122,33 m
(Thanks to Fahrul Effendi )
Soal No. 3
(12 poin) Sebuah bola dolepaskan pada ketinggian h dari permukaan bidang miring yang memiliki sudut kemiringan α kepada horisontal (lihat gambar).

Sesampainya di permukaan bidang miring, bola memantul-mantul secara elastik. Bidang miring dianggap sungguh panjang. Hitung (nyatakan dalam h dan α)
a. waktu tempuh bola antara pantulan pertama dan kedua.
b. jarak antara pantulan pertama dan kedua.
Pembahasan
Langkah pertama set up sumbu x dan sumbu y terlebih dahulu, mampu diulang dahulu bagaimana memilih jarak maksimum parabola pada bidang miring.
Sketsa bola dikala memantul untuk pertama kali:

Untuk masalah mirip ini sumbu x berlaku GLBB, demikian juga sumbu y nya berlaku GLBB.
a. waktu tempuh bola antara pantulan pertama dan kedua.
Untuk menempuh tinggi maksimum (y_maks) ialah dikala v_ty = 0,  diharapkan waktu:

Sehingga untuk menentukan jarak mendatar maksimum (x_maks) diharapkan waktu:

b. jarak antara pantulan pertama dan kedua. Jarak antara pantulan pertama dan kedua sama dengan jarak x_maksimum:

Soal No. 4
(12 poin) Sebuah roda bermassa m, dan jari-jari r dihubungkan dengan pegas tak bermassa yang memiliki konstanta pegas k, mirip ditunjukkan pada gambar.

Roda itu berotasi tanpa slip di atas lantai. Titik pusat massa roda berosilasi secara harmonik pada arah horizontal kepada titik sepadan di x = 0.
Tentukan:
a. Energi total dari metode ini
b. Frekuensi osilasi dari metode ini
Pembahasan
Misalkan dari posisi sepadan roda (bentuk silinder) tertarik ke kanan sejauh x. Ada gaya pegas Fp = kx dan gaya gesek f, lalu silinder berotasi ke arah kiri.
a. Energi total dari tata cara ini
E_tot = EP_pegas + EK_translasi + EK_rotasi
E_tot = 1/2 kx² + 1/2 mv² + 1/2 Iω²
dimana I = momen inersia silinder = ½ mr² dan v = ω r
b. Frekuensi osilasi dari metode ini
Dari gerak rotasi silinder

Dari gerak translasinya silinder

Gabung i dan ii

dengan a = ω² x maka diperoleh frekuensi osilasi silinder selaku berikut:

Soal No. 5
(12 poin) Sebuah bola berada di atas sebuah tiang vertikal (lihat gambar).

Tiba-tiba bola tersebut pecah menjadi dua bab. Satu bab terpental mendatar ke kiri dengan kecepatan 3 m/s dan satu bab lagi terpental ke kanan dengan kecepatan 4 m/s. Pada kondisi tertentu vektor kecepatan dari dua cuilan tersebut saling tegak lurus. Hitung (ambil harga g = 10 m/s²):
a. watu yang diharapkan sesudah tumbukan hinggakondisi itu tercapai,
b. jarak antara kedua potongan itu ketika kondisi di atas terjadi.
Pembahasan
Vektor kecepatan masing-masing potongan (kanan (+), kiri (-))
v₁ = (-3i – v_yj) m/s
v₂ = (4i – v_yj) m/s

Kedua vektor saling tegak lurus ketika v₁ ⋅ v₂ = 0
sehingga
(-3i – v_yj) ⋅ (4i – v_yj) = 0
-12 + v_y² = 0
v_y² = 12
v_y = √12
v_y = 2√3

a) Waktu yang diharapkan
Dari gerak jatuh bebas pada sumbu y:
v_y = gt
2√3 = 10t
t = ¹/₅ √3 sekon

b) jarak kedua penggalan
Jarak kedua kepingan ditentukan dari gerakan pada sumbu x
Δx = x₂ – x₁
= v_2xt – v_1xt
= (v_2x – v_1x)t
= (4 – (-3))¹/₅ √3
= ⁷/₅ √3 m