Solusi Pembahasan Olimpiade Fisika-OSN 2008

OSN 2008 Physics-Solutions
Olimpiade Fisika 2008,Solutions, Indonesian Physics Olympiads, tingkat Provinsi, downloadable, size 139 kb, format PDF, contents 6 physics solutions.

Read more:Share4Books

Categories: Ebook Info Tags: , , ,

Physics Olympiads Problem#6

Fisikastudycenter.com-Physics Olympiads Problems and Solutions Examples.

Soal #6
A boy of mass 60 kg climbs 3 m along the ABC ladder.

Image

By ignoring the mass of the ladder, find the tension in the tie-rod, use the acceleration due to gravity g = 10 m/s2 .
(Sumber Soal: Fisikastudycenter.com-Modification of Soal OSN 2007 Indonesian-Kabupaten)

Solution
Draw the forces acting on the system:
Image

Σ Fy = 0
NA + NB = mg
NA + NB = (60)(10)
NA + NB = 600 ….(Equation 1)

Isolate parts of the ladder (AC and BC) then apply the equilibrium conditions:

Image
leftside (AC):
Σ τC = 0
−NA(1) − mg(0,25) −T(√15/2) = 0
−NA − (10)(60)(0,25) −T(√15/2) = 0
−NA − 150 − (√15/2) T = 0
NA = 150 + (√15/2) T ….(Equation 2)

rightside (BC):
Σ τC = 0
−NB(1) + T(√15/2) = 0
−NB + (√15/2) T = 0
NB = (√15/2) T…..(Equation 3)

Combine equation 1, 2 and 3:
NA + NB = 600
{ 150 + (√15/2) T} + {(√15/2) T} = 600
√15 T = 450
T = 450/√15 = 30√15 Newton

prepared By: Fisika Study Center
Literature:
-Soal OSN Fisika 2007
http://www.tofi.or.id
(Sumber:physics.fisikastudycenter.com)

Seri Olimpiade Fisika Soal#2

Fisika Study Center-Seri contoh-contoh model soal olimpiade fisika SMA dan pembahasannya. Soal-soal yang ditampilkan disini adalah soal-soal yang tergolong mudah atau sedang.

Soal #2
Seorang anak bermassa 60 kg memanjat sebuah tangga berbentuk segitiga sama kaki sampai ketinggian 3 meter dari dasar seperti gambar berikut.

Image

Dengan mengabaikan massa tangga, tentukan besar tegangan tali penghubung antara sisi kanan dan kiri tangga, gunakan percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2 .
(Sumber Soal: Fisikastudycenter.com-Modifikasi Soal OSN 2007 Seleksi Kabupaten/Kota)

Solusi
Gaya-gaya yang bekerja pada sistem:

Image

Σ Fy = 0
Read more:Seri Olimpiade Fisika Soal#2

Seri Olimpiade Fisika Soal#1

Soal #1

Sebuah peluru bermassa 10 gram bergerak ke atas dengan kecepatan 1000 m/s menumbuk lalu menembus sebuah balok melalui pusat massa balok itu. Balok yang bermassa 5 kg ini mula-mula diam. Anggap proses tumbukan sangat singkat.

a) Jika kecepatan peluru setelah menembus balok adalah 400 m/s, tentukan kecepatan balok tersebut!

b) Tentukan tinggi maksimum yang dapat dicapai balok!

c) Berapa energi yang hilang dalam proses tumbukan?

Anggap percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2.

Sumber Soal: OSN 2008 Seleksi Kabupaten/Kota

Solusi

a) Kecepatan balok setelah tumbukan

Benda yang terlibat tumbukan adalah peluru (p) dan balok (b) yang mula-mula diam.
Data yang bisa diambil dari soal adalah:

massa peluru mp = 10 g = 0,01 kg

massa balok mb = 5 kg

kecepatan balok sebelum tumbukan vb = 0 m/s

kecepatan peluru sebelum tumbukan vp = 1000 m/s

kecepatan peluru setelah tumbukan v’p = 400 m/s

Dengan hukum kekekalan momentum sebagai berikut:

mpvp + mbvb = mpv’p + mbv’b

(0,01)(1000) + (5)(0) = (0,01)(400) + (5)(v’b)

10 = 4 + 5v’b

v’b = 6/5 = 1,2 m/s.

b) Tinggi maksimum yang dicapai balok

Dengan asumsi gerak diperlambat, kecepatan balok saat titik tertinggi adalah nol

(vt = 0 m/s) dan kecepatan awal balok diperoleh setelah peristiwa tumbukan dengan peluru, vo = 1,2 m/s, dan percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2:

(vt)2 = (vo)2 − 2gh

0 = (1,2)2−(2)(10)(h)

20h = 1,44

h = 0,072 meter

c) Energi yang hilang

Δ E = Ep + Eb − {E’p + E’b}

Δ E = 1/2 mp(vp)2 + 1/2 mb(vb)2 − {1/2 mp(v’p)2 + 1/2 mb(v’b)2}

Δ E = 1/2 (0,01)(1000)2 + (0) − {1/2(0,01)(400)2 + 1/2 (5)(1,2)2}

Δ E = = 5000 – 800 – 3,6 = 4196,4 joule

Tips Perbandingan EP : EK

February 23, 2011 1 comment

Fisikastudycenter.com-Tips Soal UN-Selesaikan soal berikut dalam 10 detik, 6 detik untuk baca soal, 4 detik untuk jawab soal!

Soal
Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian 20 meter di atas tanah seperti gambar berikut:


Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan perbandingan Energi kinetik dan Energi potensial benda saat benda telah menempuh jarak 15 meter dari posisi awalnya!
(Tipikal Soal UN Fisika SMA)


Pembahasan
Perhatikan ilustrasi gambar berikut:


20 meter adalah “wakil” untuk  Energi Mekanik(EM), 15 meter untuk Energi kinetik (Ek) dan 5 meter untuk Energi potensial (Ep), Ingat EM = Ep + Ek, dan 20 m = 15 m + 5 m. Dengan mudah ditemukan jawaban bahwa  Ek : Ep = 15 : 5 alias 3 : 1. Silahkan dibuktikan dengan perhitungan biasa,…

Jika yang ditanyakan Ep : Ek ? Tentunya 5 : 15 alias 1 : 3, EM : Ep? Tentunya 20 : 5 alias 4 : 1, Ek : EM? Tentunya 15 : 20 atau 3 : 4.

Silahkan dicoba soal no 5 dan 6 dari soal-soal UN berikut!
(Sumber : http://fisikastudycenter.com)

Categories: Tips Tags: , ,

Belajar UN Fisika SMA 2011, Persamaan Gas Ideal

Fisikastudycenter.com- Belajar Ujian Nasional (UN) Fisika SMA 2011, membandingkan SKL UN Fisika 2010 beserta kemampuan yang diuji dan SKL UN Fisika 2011 beserta Indikatornya.
SKL No. 3 Indikator ketiga (persamaan umum gas ideal) dari lima indikator .

SKL No. 3
-Memahami prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal,fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor.

Perbandingan
Tahun 2010
Kemampuan yang diuji:
-Menjelaskan variabel-variabel pada persamaan umum gas ideal.

Tahun 2011
Indikator:
-Menentukan variabel-variabel pada persamaan umum gas ideal.

Tipikal Soal
A. Teori-Rumus
Contoh:
1) Tekanan gas dalam ruang tertutup:
(1) sebanding dengan kecepatan rata-rata partikel gas
(2) sebanding dengan energi kinetik rata-rata partikel gas
(3) tidak tergantung pada banyaknya partikel gas
(4) berbanding terbalik dengan volum gas
Pernyataan yang benar adalah….
A. (1), (2) dan (3)
B. (1), (2), (3) dan (4)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4) saja
(Sumber soal : Soal EBTANAS 1998)

2) Tekanan gas ideal di dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan:
P = 2N/3V Ek ; [P = tekanan (Pa); N = jumlah molekul (partikel) gas; V = volume gas; dan Ek = adalah energi kinetik rata-rata molekul (J)].
Pernyataan yang benar terkait rumusan diatas adalah….
A. tekanan gas terhadap dinding tergantung pada jumlah molekul persatuan volume
B. energi kinetik gas tidak tergantung pada tekanan yang ditimbulkan molekul terhadap dinding
C. volume gas dalam tabung tidak berubah jika tekanan gas berubah
D. jumlah molekul gas berkurang maka energi kinetik molekul akan bertambah
E. volume gas bertambah maka jumlah molekul gas bertambah
(Sumber soal : Soal UN Fisika 2008 P4)

3) Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan (ditekan), maka gas akan mengalami….
A. penurunan laju partikel
B. penurunan suhu
C. kenaikan suhu
D. penambahan partikel gas
E. penurunan partikel gas
(Sumber soal : Soal UN Fisika 2009 P04)

B. Hitungan/Teori berbasis Hitungan
Contoh:
1) Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27°C pada tekanan 1 atm( 1 atm = 105 Pa) berada di dalam tabung. Jika konstanta gas umum R = 8,314 J mol−1 K−1 dan banyaknya partikel dalam 1 mol gas 6,02 x 1023 partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut adalah…..
A. 0,83 x 10 23 partikel
B. 0,72 x 10 23 partikel
C. 0,42 x 10 23 partikel
D. 0,22 x 10 23 partikel
E. 0,12 x 10 23 partikel
(Sumber soal : Soal UN Fisika 2008 P4)

2) Pada keadaan normal (T = 0°C dan p = 1 atm), 4 gram gas oksigen)2 (berat molekul M = 32) memiliki volum sebesar (R = 8314 J/kmol K; 1 atm = 105 N/m2)….
A. 1,4 x 10−6 m3
B. 2,8 x 10−3 m3
C. 22,4 x 10−3 m3
D. 2,8 m3
E. 22,4 m3
(Sumber soal : Soal UMPTN 1989)

3) Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumenya menjadi setengahnya, maka….
A. tekanan dan suhu tetap
B. tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap
C. tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya
D. tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya
E. tekanan dan suhu menjadi setengahnya
(Sumber soal : Soal Tes ITB 1976)

4) Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4  T dan volumenya menjadi 3/4  V, maka tekanannya menjadi….
A. 3/4 P
B. 4/3 P
C. 3/2 P
D. 5/3 P
E. 2 P
(Sumber soal :Soal UN Fisika 2010 P04)

5) Dalam gambar, volume tabung B sama dengan 2 kali volume tabung A.



Sistem tersebut diisi dengan gas ideal. Jumlah molekul sama dengan N dalam tabung A dan 3N dalam tabung B. Bila gas dalam A bersuhu 300 K maka dalam tabung B suhu gas adalah….
A. 100 K
B. 150 K
C. 200 K
D. 450 K
E. 600 K
(Sumber soal : Soal SPMB 2002)

6) Sebuah tabung yang volumenya 1 liter mempunyai lubang yang memungkinkan udara keluar dari tabung. Mula-mula suhu udara dalam tabung 27°C. Tabung dipanaskan hingga suhunya 127°C. Perbandingan antara massa gas yang keluar dari tabung dan massa awalnya adalah….
A. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 27 : 127
D. 1 : 27
E. 1 : 127
(Sumber soal : Soal UMPTN 1994)

Catatan:
Contoh-contoh soal diatas untuk menggambarkan tipe/model soal saja, tidak mengcover seluruh cakupan materi!

Rangkuman soal Teori Kinetik Gas UN 3 tahun terakhir, pembahasan UN 2008-2010, review Teori kinetik gas, Try out online dapat dilihat di Daftar Isi.

Belajar Fisika Ujian Nasional 2011 Usaha-Energi

Fisikastudycenter.com- Belajar Ujian Nasional (UN) Fisika SMA 2011, membandingkan SKL UN Fisika 2010 beserta kemampuan yang diuji dan SKL UN Fisika 2011 beserta Indikatornya.
SKL No. 2 Indikator keenam (tentang usaha dan energi) dari sembilan indikator.
SKL No. 2
-Menjelaskan gejala alam dan keberaturannya dalam cakupan mekanika benda titik, benda tegar, kekekalan energi, elastisitas, impuls, dan momentum.

Perbandingan
Tahun 2010
Kemampuan yang diuji:
-Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi dalam kehidupan sehari-hari dan menentukan besaran-besaran yang terkait.
Tahun 2011
Indikator:
-Menentukan besaran-besaran yang terkaitdengan usaha dan perubahan energi.

Tipikal Soal
A. Hitungan
Contoh:
1) Pada gambar di bawah ini, benda yang beratnya 20 N meluncur sejauh 2 m. Apabila gesekan antara benda dan bidang miring diabaikan, maka besar usaha yang dilakukan oleh gaya berat adalah…..

A. 10 joule
B. 20 joule
C. 20√3 joule
D. 40 joule
E. 40√3 joule
(Sumber soal : Ebtanas 1990)

Read More

Categories: Tips Tags: , ,