Olympiad of Physics
1
PETUNJUK UMUM 1.
Sebelum mengerjakan soal, teliti terlebih dahulu jumlah soal yang terdapat pada naskah soal. Naskah soal ini terdiri dari 40 soal dengan TIPE I sebanyak 10 soal dimulai dari nomor 110, TIPE II sebanyak 20 soal dimulai dari nomor 11-30, dan TIPE III sebanyak 10 soal dimulai dari nomor 31-40. 2. Tulislah nomor peserta saudara pada lembar jawaban pada tempat yang telah disediakan, sesuai dengan petunjuk yang diberikan oleh petugas. 3. Pikirkanlah sebaik-baiknya dalam menjawab setiap soal, karena setiap jawaban yang salah akan mengakibatkan pengurangan nilai (penilaian: benar TIPE I= +4, salah TIPE I = -2, kosong TIPE I = -1, benar TIPE II = +6, salah TIPE II = -2, kosong TIPE II = 0, benar TIPE III = +8, salah TIPE III = -1, kosong TIPE III = 0) 4. Tulislah jawaban saudara pada lembar jawaban ujian yang disediakan dengan cara dan petunjuk yang telah diberikan oleh petugas. 5. Untuk keperluan coret mencoret, harap gunakan tempat yang terluang pada naskah soal ini dan jangan sekali-sekali menggunakan lembar jawaban 6. Selama ujian, tidak diperkenankan bertanya atau minta penjelasan mengenai soal-soal yang diujikan pada siapapun, termasuk pengawas ruang 7. Setelah ujian selesai, harap saudara tetap duduk di tempat saudara, sampai pengawas datang ke tempat saudara untuk mengumpulkan lembar jawaban. 8. Peserta tidak diperbolehkan menggunakan alat bantu hitung. 9. Waktu pengerjaan soal adalah 100 menit. 10. Panitia tidak menerima komplain soal yang berkaitan dengan kesalahan soal yang tidak bersifat teknis percetakan atau kejelasan tulisan/gambar. PETUNJUK KHUSUS PETUNJUK 1 Pilih satu jawaban yang paling tepat PETUNJUK 2 Pilihlah: A. Jika (1), (2), dan (3) yang betul, B. Jika (1) dan (3) yang betul, C. Jika (2) dan (4) yang betul, D. Jika hanya (4) yang betul, E. Jika semuanya betul PETUNJUK 3 Soal terdiri dari 3 bagian, yaitu : PERNYATAAN, SEBAB dan ALASAN yang disusun berurutan. Pilihlah: a) jika pernyataan benar, alasan benar dan keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat b) jika pernyataan benar, alasan benar dan keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat c) jika pernyataan benar dan alasan salah d) jika pernyataan salah dan alasan benar e) jika pernyataan dan alasan keduanya salah Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
Olympiad of Physics
2
SOAL TIPE I 1. Sebuah benda dilempar dengan sudut elevasi 600 dengan kecepatan awal 10 m/s. Besar 1
dan arah kecepatan pada saat t =2 √3 s adalah…
2.
3.
4.
5.
6.
d. v = 5 m/s , θ = 300 a. v = 5√3 m/s , θ = 600 e. v = 5 m/s , θ = 600 b. v = 5 √3m/s , θ = 300 c. v = 5 m/s , θ = 00 Sebuah benda dilempar vertikal ke atas dari atas sebuah menara yang tingginya 40 m dengan kecepatan 10 m/s. Bila percepatan gravitasi = 9.8 m/s2. Waktunya diperlukan untuk sampai di tanah adalah… a. 1s c. 3s e. 5s b. 2s d. 4s Seorang berdiri di pinggir jembatan sambil memprhatikan kesibukan lalu lintas di bawahnya. Dengan tidak sengaja ia menjatuhkan apelnya dari tepi pagar jembatan tepat ketika bagian depan sebuah truck lewat dibawahnya. Kendaraan itu panjangnya 12 m dan sedang bergerak dengan kecepatan 55 km/jam. Jika apel hampir saja mengenai bagian belakang truck, berapakah ketinggian tepi pagar jembatan tersebut ? a. 7,47 m c. 9,72 m e. 9,51 m b. 7,94 m d. 6,52 m Sebuah mobil sedan kecil bermassa 1 ton sedang bergerak ke arah selatan dengan kelajuan 20 m/s dan sebuah mobil sedan bermassa 2,5 ton bergerak ke barat dengan kelajuan 15 m/s. Besarnya momentum total sesaat sebelum terjadi tumbukan adalah.. a. 17.500 kg m/s c. 42.500 kg m/s e. 57.500 kg m/s b. 32.500 kg m/s d. 52.500 kg m/s Air mengalir dalam suatu pipa yang diameternya berbeda dengan perbandingan 1:2. Jika kecepatan air yang mengalir padabagian pipa yang besar 40 m/s, maka besarnya kecepatan pada bagian pipa yang kecil sebesar… (m/s) a. 20 c. 80 e. 160 b. 40 d, 120 Dimensi yang paling cocok dengan intensitas materi adalah… a. MT-1 c. MT-3 e. MT2 b. MT-2 d. MT
(Gunakan petunjuk khusus 2) 7. Mikroskop yang terdiri dan suatu susunan lensa, memiliki ciri 1. mempunyai lensa obyektif dan lensa okuler 2. perbesaran sudut mikroskop semakin besar bila panjang focus lensa okuler semakin kecil Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
Olympiad of Physics
3
3. dapat diatur untuk melihat bayangan dengan mata tak terakomodasi 4. lensa okuler bertindak sebagai lup (Gunakan petunjuk khusus 3) 8. AC harus diletakkan pada bagian atas ruangan. Sebab Massa jenis udara panas lebih besar daripada massa jenis udara dingin. 9. Melempar sesuatu kearah timur akan mempunyai jarak yang mebih besar daripada kearah yang lain Sebab Gravitasi bumi di khatuistiwa adalah yang paling besar 10. Di Indonesia, ketika turun dari bis disarankan menggunakan kaki kiri terlebih dahulu. Sebab Mayoritas orang tidak kidal sehingga kaki kanan akan lebih baik mempertahankan posisinya di bis agar tidak mudah jatuh.
SOAL TIPE II 11. Suppose we are told that the acceleration a of a particle moving with uniform speed v in a circle of radius r is proportional to some power of r, say rn, and some power of v, say vm. What is the value of n and m? a. n = 1, m = 2 b. n = 2, m = 2 c. n = -1, m = 2 d. n = -2, m = 1 e. n = 2, m = 1 12. Sebuah gelombang merambat dari sumber S ke kanan dengan cepat rambat 8 m/s, frekuensi 12 Hz, dan amplitudo 10 cm. Gelombang itu melalui titik P yang berjarak 9,5 dari S. Bila S telah bergetar 0,5 sekon dengan arah getar pertamanya ke atas. Jika pada saat t = 0, simpangannya nol, tentukan besar simpangan di titik P… a. 5 cm c. 0.5 m e. 0.5 cm b. 10 m d. 10 cm 13. Gaya F bekerja pada sebuah benda m1 menyebabkan percepatannya sebesar a1. Jika F bekerja pada benda m2 maka percepatannya menjadi a2. Dan jika F bekerja pada benda dengan masa (m1+m2) maka percepatannya adalah… 𝑎 𝑥𝑎 𝑎 −𝑎 𝑎 +𝑎 c. 𝑎1 − 𝑎 2 e. 𝑎 2+ 𝑎1 a. 1 2 b.
𝑎1 𝑥 𝑎2 𝑎1 𝑥 𝑎2 𝑎1 + 𝑎2
1
d.
2
𝑎1 𝑥 𝑎2 𝑎 2 −𝑎 1
Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
1
2
Olympiad of Physics
14. M1
T1
M2
T2
M3
4
T3
Tiga balok bersusun seperti gambar di atas pada meja horizontal tanpa gesekan. Jika ditarik ke kanan dengan gaya T3 = 60 N. Jika M1 = 10 kg, M2 = 20 kg, dan M3 = 30 kg, tentukan tegangan tali T1 dan T2 ! a. 30 N dan 10 N b. 20 N dan 10 N c. 10 N dan 30 N d. 15 N dan 30 N e. 10 N dan 20 N 15. Sebuah peluru bermassa 15 gr yang ditembakkan kedalam suatu ayunan balistik yang bermassa 1,5 kg dan mengeram (tertanam pada balok). Pada saat ayunan mencapai tinggi maksimum, kawat membentuk sudut 600 terhadap sumbu vertikal. Jika panjang kawat 2 m, maka kecepatan peluru adalah… a. 10,1√5 c. 101√5 e. 1020√5 b. 20,2√5 d. 202√5 16. Dua buah ember dihubungkan dengan tali dan katrol berjari- jari 10 cm, ditahan dalam kondisi diam, kemudian dilepaskan seperti gambar berikut. Jika massa m1 = 5 kg. m2 = 3 kg, dan massa katrol M = 4kg. Berapakah percepatan gerak ember? (m/s2)
a. 2 b. 4 c. 6
d. 0.2 e. 0.4
17. Sebuah bola bermassa M bergerak dengan kecepatan v menumbuk secara elastis bola lain yang diam bermassa m. Setelah tumbukan, kedua bola terhampar dengan sudut yang 900. Berapakah massa M jika dinyatakan dengan m? a. 1.5 m c. 2 m e. m b. 3 m d. 2.5 m 18. Seorang anak memutar batu dengan tali yang panjangnya 1,2 m membentuk lingkaran horizontal setinggi 1,8 m di atas tanah. Tiba – tiba talinya putus dan batu terlontar horizontal dan jatuh di tanah sejauh 9,1 m. Percepatan sentripetal batu selama bergerak melingkar adalah ….. a. 46,36 m/s2. c. 47,82 m/s2. e. 61,25 m/s2. b. 55,63 m/s2. d. 52,63 m/s2. Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
Olympiad of Physics
5
19. Sebuah elektron diarahkan dengan sudut 45o dengan kecepatan vo = 3x106 m/s dalam medan listrik vertikal yang berasal dari 2 keping elektroda , E= 103 N/C jarak keping d= 2 cm dan l= 10 cm. Tinggi maksimal dari elektron tersebut … a. 1,2 cm c. 2,6 cm e. 1,4 cm b. 1,3 cm d. 2,4 cm 20. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K mempunyai efisiensi sebesar 40 %. Agar efisiensinya naik menjadi 50 %, maka suhu reservoir suhu tinggi dinaikkan menjadi ....... a. 900 K c. 1000 K e. 1600 K b. 960 K d. 1180 K 21. Dua keping logam dipisahkan pada jarak 10 cm. Keping tersebut diberi muatan yang berlawanan sedemikian sehingga kuat medan listrik yang timbul antara kedua keping tersebut 2.500 N/C. Suatu elektron dilepaskan dari keping negatif. Kecepatan elektron ketika tiba dikeping positif adalah… a. 9.4 x 106 m/s d. 9.4 x 102 m/s b. 9.4 x 105 m/s e. 9.4 x 103 m/s c. 9.4 x 104 m/s 22. Sebuah atom hidrogen di dalam sebuah keadaan yang mempunyai energi ikat sebesar 0,85 eV membuat sebuah transisi ke sebuah keadaan dengan suatu energi eksitasi 10,2 eV. Berapa Energi foton yang dipancarkan ? a. 5 eV c. 2,6 eV e. 0,5 eV b. 5 meV d. 1,3 eV 23. Sebuah tabung gas dengan volume tertentu berisi gas ideal dengan tekanan p. Akar nilai rata-rata kuadrat laju molekul gas disebut Vrms. Jika ke dalam tabung itu dipompakan gas sejenis, sehingga tekanannya menjadi 2p sedangkan suhunya dibuat tetap, maka Vrms menjadi.. 𝑉 e. 4 𝑉𝑟𝑚𝑠 c. 𝑉𝑟𝑚𝑠 √2 a. 𝑟𝑚𝑠 2 d. 2 𝑉𝑟𝑚𝑠 b. Vrms 24. Massa jenis linear dari sebuah tali yang bergetar adalah 1,3 x 10-4 kg/m. sebuah gelombang transversal menjalar pada tali dan dijelaskan pada persamaan y = 0,02 sin (x + 30t), dimana x dan y di ukur di dalam meter dan t dalam sekon. Berapakah tegangan di dalam tali ? a. 0,16 N c. 0,12 N e. 0,21 N b. 0,14 N d. 0,18 N 25. Sebuah kapasitor keping yang ruang antaranya udara dan kapasitansinya Co dihubungkan dengan sumber tegangan V. Apabila ruang antara kedua keping kapasitor diisi dengan mika, maka besaran yang tidak berubah adalah ........ a. Kapasitansinya b. Muatannya c. Kuat medannya Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
Olympiad of Physics
6
d. Energinya e. Tegangannya 26. Sinar Radioaktif dilewatkan melalui bahan yang lebarnya 6 cm. bahan memiliki HVL 2 cm, maka presentasi intensitas sinar radio aktif yang diteruskan oleh bahan adalah a. 50% d. 6,26% b. 25% e. 3,125% c. 12,5% (Gunakan petunjuk khusus 2) 27. Diberikan rangkaian listrik sebagai berikut, dengan ε1 = 6 V dan ε2 = 12 V 1. Nilai Arus yang melewati R1 R2 dan R3 berturutturut adalah : -1 A , 2/3 A, -1/3 A 2. Nilai beda potensial BC = beda Potensial BD 3. Nilai beda potensial BC = 8 volt 4. Daya pada hambatan R2 adalah 2 volt 28. Menurut model atom Bohr pernyataan berikut yang benar adalah… 1. Tingkatan energi elektron dalam sebuah atom tidak tergantung pada nomor atom 2. Atom akan memancarkan foton bila elektron dalam atom tersebut berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah 3. Spektrum atom hidrogen bersifat kontinu 4. Besarnya energi foton yang dipancarkan oleh atom sama dengan selisih tingkat energi elektron tersebut (Gunakan petunjuk khusus 3) 29. Below is the structure of the eye,
If the index refractive of Aqueous humor and vitreous humor are the same which are 1,33, then: Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
Olympiad of Physics
7
Human eye under water can’t form clear image and vision is blurred BECAUSE Index refractive of Aqueous humor changes due to under water pressure 30. Suatu berkas cahaya yang melalui dua medium berbeda, panjang gelombangnya akan berubah, tetapi frekuensinya tetap. SEBAB Panjang gelombangnya berbanding lurus dengan beda energi antara tingkat- tingkat energi atom sumber cahaya SOAL TIPE III 31. C14 adalah radioaktif, produknya ialah a. N14 dan partikel beta b. Be14 dan partikel positron c. C14 dan peluruhan gama d. B14 dan peluruhan beta e. Ne10 dan peluruhan alfa 32. Perbedaan yang mendasar antara bom atom dan reactor atom adalah a. Pengendaliaan reaksi fisi yang terjadi b. Pengendaliaan reaksi fusi yang terjadi c. Jenis reaksi fisi yang terjadi d. Banyak neutron yang diperlukan tiap reaksi fisi e. Banyak neutron yang diperlukan tiap reaksi fisi 33. Pentil ban sepeda (massa 4 g) yang berada pada roda dengan jari-jari 20 cm berotasi terhadap sumbu tetap dari keadaan diam seperti pada gambar. Bila persamaan gerak : θ = 2t2 –10t ; (θ dalam radian dan t dalam sekon) dan rotasi mulai dari PQRSP dalam waktu 4 sekon, maka percepatan tangensial di titik R adalah ... a. 0,2 ms-2 arah U b. 0,4 ms-2 arah B c. 0,8 ms-2 arah S d. 0,8 ms-2 arah T e. 1,2 ms-2 arah U 34. Sebuah benda bermassa m ditahan diam pada suatu bidang miring yang memiliki sudut kemiringan, oleh sebuah gaya horizontal F. koefisien gesekan statis adalah µs. Berapakah F maksimum yang diperbolehkan sebelum mulai bergerak ke atas bidang? Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
Olympiad of Physics a. b. c. d. e.
8
𝑚𝑔 (𝑠𝑖𝑛𝛼 +µs cos α ) 𝑐𝑜𝑠𝛼− µs sin α 𝑚𝑔 (𝑠𝑖𝑛𝛼 +µs cos α )
F
𝑐𝑜𝑠𝛼 + µs sin α 𝑚𝑔 (𝑠𝑖𝑛𝛼 + cos α )
m
𝑐𝑜𝑠𝛼 − µs sin α 𝑚𝑔 (𝑠𝑖𝑛𝛼 − cos α ) 𝑐𝑜𝑠𝛼 − µs sin α 𝑚𝑔 (𝑠𝑖𝑛𝛼 −µs cos α ) 𝑐𝑜𝑠𝛼 + µs sin α
35. Perhatikan system katrol berikut. Asumsikan sistem bergerak sedemikian rupa sehingga m2 jatuh dan koefisien gesekan µk antara m1 dan bidang. Percepatan system adalah…. a. b. c. d. e.
𝑚 1 + 𝑚 2 (µk 𝑠𝑖𝑛𝜃 +cos 𝜃) 𝑚1+ 𝑚2 𝑚 1 + 𝑚 2 µk ( 𝑠𝑖𝑛𝜃 + cos 𝜃) 𝑚1+ 𝑚2 𝑚 1 + 𝑚 2 (µk 𝑠𝑖𝑛𝜃 )
𝑔
M1 M2
𝑔
𝑚1+ 𝑚2 𝑚 2 − 𝑚 1 (µk 𝑠𝑖𝑛𝜃 +cos 𝜃) 𝑚1+ 𝑚2 𝑚 2 − 𝑚 1 ( 𝑠𝑖𝑛𝜃 +µk cos 𝜃) 𝑚1+ 𝑚2
𝑔
𝑔 𝑔
36. Pada gambar berikut, seorang pengamat berdiri di depan cermin datar sejauh x meter. Agar ia dapat melihat seluruh lebar dinding yang berada di belakangnya maka nilai x maksimum adalah ... a.1m b . 1,2 m c . 1,4 m d . 1,5 m e . 21 m 37. Pernyataan yang benar tentang partikel Beta adalah : a. Terlempar dari inti radioaktif yang kelebihan proton b. Bermuatan negatif c. Terbentuk saat transformasi satu proton menjadi satu neutron d. Menghasilkan partikel baru yaitu neutrino. e. Tidak dapat mengionisasi jaringan secara langsung namun bereaksi dengan air membentuk hidrogen peroksida yang bersifat radikal a. 1, 2, 3 c. 2, 3, 4 e. 1, 4, 5 b. 1, 2, 4 d. 3, 4, 5 Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
Olympiad of Physics
9
38. Suatu sistem optik terdiri dari dua bentuk permukaan eferis yang membentuk sebuah bola berjari-jari R = 5 cm. Indeks bias bahan bola tersebut . Sebuah benda B terletak 3 cm di depan A, (lihat gambar). Bayangan akhir B terletak ...... a. b. c. d. e.
5 cm di kiri A2 10 cm di kiri A2 15 cm di kiri A2 30 cm di kiri A2 45 cm di kiri A2
(Gunakan petunjuk khusus 2) 39. Sebuah peluru dengan massa 200 gram ditembakkan vertikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan 60 m/s. Jika g = 10 m/s 2, maka ..... a. tinggi maksimum yang dicapai peluru = 180 meter b. pada titik tertinggi energi peluru = 360 joule c. pada ketinggian 40 meter dari tanah energi kinetiknya 280 joule d. pada titik tertinggi percepatan = 0 40. Partikel radioaktif X meluruh menurut persamaan berikut : Pernyataan yang benar adalah ....... a. U = S – 4 b. S - P = jumlah neutron pada Y c. P - 2 = jumlah proton pada Z d. T = R – 2
Himpunan Mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
