TRY OUT OSN FISIKA – 2025 #2

1. Sebuah silinder besar terletak di atas bidang miring yang sangat kasar sehingga diam di atasnya. Pada silinder dihubungkan dengan massa titik m dengan menggunakan tali ringan tak bermassa, nilai m/M agar sistem tidak tergelincir adalah ........ (θ= 30*)

2. Pada 𝑡 = 0, mobil A berada 10 km di depan B. Mula-mula kecepatan mobil A adalah 𝑣_0𝐴= 60 km/jam dan percepatannya 𝑎_𝐴 = 10 km/jam2 , sedangkan mobil B bergerak dengan kecepatan awal 𝑣_0𝐵= 50 km/jam dan percepatan 𝑎_𝐵 = 20 km/jam2 . Pada saat B di depan A sejauh 30 km, kecepatan B adalah ... km/jam.

3. Seorang perenang loncat indah olimpiade bermassa 𝑚 = 70 kg mulai turun dari papan setinggi ℎ = 9 meter dari permukaan udara dengan kecepatan awal nol. Kecepatan perenang saat menumbuk udara adalah ... m/s.

4. Empat kumpulan tersusun seperti pada gambar di bawah dengan ℎ = 1 cm, 𝐿 = 2 m, 𝑄 = 𝑞 = 1 μC, dan 𝑊 = 100 N. Nilai 𝑥 supaya sistem dalam keadaan setimbang sama dengan ... m. (𝑘 = 1/4𝜋𝜖₀ = 9 × 10⁹ Nm²C⁻² )

5. Sebuah balok bermassa M = 2m diletakkan di atas lantai kasar dengan koefisien gesek kinetis µ dan di atasnya terdapat sebuah balok lebih kecil yang memiliki massa m pula. Terdapat gesekan antara dua buah balok adalah 2µ. Kemudian balok bagian bawah ditarik dengan gaya F sehingga sistem bergerak. Besar gaya F maksimum agar balok m tidak bergerak relatif terhadap balok M adalah ....... μmg

6. Bola bilier dengan massa 𝑚 = 200 gram dan diameter 𝑑 = 6 cm terletak pada meja horizontal dengan koefisien gesek kinetik antara bola dengan meja adalah 𝜇. Bola dipukul dari titik setinggi 𝑦 di atas garis diameter yang sejajar meja. Bola bergerak menggelinding secara murni. Nilai 𝑦 =…. cm.

7. Sebuah benda bergerak pada suatu lintasan yang memenuhi persamaan 𝑥(𝑡) = −𝑡² + 8𝑡 − 15 di mana 𝑥 dalam meter dan 𝑡 dalam hitungan detik. Benda akan mulai dipercepat ke kiri pada saat 𝑡 = ...detik

8. Sebuah mobil bergerak dengan percepatan tangensial konstan 𝑎, = 0,62 m/s² sepanjang permukaan horizontal berbentuk lingkaran jejari 𝑅 = 40 m. Koefisien gesek antara roda mobil dan permukaan jalan adalah 𝑘 = 0, 20. Jarak yang ditempuh mobil tanpa slip jika pada kecepatan awal nol sama dengan ... m.

9. Sebuah ember massa 𝑀 = 1/𝑒−1 kg = 0,582 kg penuh berisi udara dengan massa udara 𝑚₀ =1 kg. Ember berisi air tersebut mula-mula diam di tanah kemudian ditarik ke atas dengan gaya konstan 𝐹₀= 25 N. Karena terdapat lubang pada bagian bawah ember, air di dalam ember bocor keluar dengan jumlah air persatuan waktu yang konstan dengan kelajuan nol relatif terhadap ember tersebut . Saat waktu 𝑇 = 3 detik, ember tersebut kosong dari udara. Kecepatan bara pada waktu 𝑇 adalah ..... m/s.

10. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan dalam bentuk 𝑣(𝑡) = −𝑡² + 8𝑡 − 15 dimana 𝑣 dalam meter/detik. Benda mulai bergerak dari posisi 𝑥 = 20 meter. Posisi benda ketika akan berbalik arah dari bergerak ke kanan menjadi ke kiri pada saat 𝑡 = .... detik.

11. Sebuah batang dengan ujung-ujung A dan B memiliki massa 𝑀 = 1 kg dan panjang 𝐿 = 2,2 m berotasi pada suatu bidang horizontal licin dengan kecepatan sudut awal 𝜔₀= 1,5 rad/s terhadap sumbu vertikal tetap yang melalui salah satu ujung batang A. Pada saat itu, sebuah partikel kecil bermassa 𝑚 = 70 g awalnya ada di A, lalu bergerak sepanjang batang sampai ke B. Kecepatan partikel relatif terhadap batang saat partikel tersebut mencapai ujung batang B adalah ... m/s.

12. Tinjau sebuah balok 𝑀 = 5 kg yang sedang bergerak di atas lantai dengan kecepatan 10 m/s kemudian didorong dengan gaya 100 N. Jika diketahui lantai licin, maka energi kinetik sistem ketika 1 detik adalah .... J

13. Gabungan antara gaya gesek pengendara sepeda dengan jalanan dan udara dapat diformulasikan dalam persamaan 𝐹 = 𝛼𝑣 di mana 𝑣 adalah kecepatan pengendara dan 𝛼 = 4 Ns/m. Dengan tenaga maksimal, pengendara dapat menghasilkan tenaga penggerak sebesar 𝑃 = 600 watt. Kecepatan maksimum yang dapat dicapai pengendara di tanah datar tanpa angin sama dengan ... m/s.

14. Sebuah mobil bergerak sepanjang garis lurus dengan kecepatan yang terus berubah seiring berjalannya waktu yaitu v = −8t + 3t²) m/s. Perpindahan benda selama 10 detik pertama gerakannya adalah ...... m

15. Tinjau sebuah batang homogen bermassa 𝑀 dan panjang 𝐿 yang diletakkan seperti pada gambar. Jika diketahui dinding licin, sedangkan lantai kasar dengan koefisien koefisien statistik 𝜇_𝑠 . Nilai 𝜇_𝑠 minimal agar batang tersebut diam adalah ...

16. Kubus dengan sisir berisi 8 partikel identik bermassa 𝑚 yang terletak pada setiap titik sudut kubus tersebut. Misalnya besarnya gaya gravitasi yang dirasakan oleh sebuah partikel akibat interaksi gravitasi dengan tujuh partikel lainnya dapat dinyatakan dalam 𝐹 = 𝑐𝐺𝑚²/𝑟² dengan 𝐺 konstanta gravitasi universal dan 𝑐 suatu bilangan rasional positif. Jika 𝑏 adalah bilangan bulat positif terbesar yang nilainya lebih kecil dari 𝑐, maka 𝑏 = ...

17. Sebuah bom pecah menjadi banyak bagian dengan kecepatan identik 𝑣₀ = 9 m/s. Bom tersebut berada di sebuah ruangan yang sangat luas dengan tinggi atap ℎ = 4 m. Partikel bom yang mengenai bagian atap akan langsung menghancurkannya dan membentuk lubang pada atap. Luas lubang yang terbentuk pada atap adalah …. 𝑚² .

18. Sebuah balok bermassa 𝑚 = 0,5 kg bergerak pada suatu lintasan horizontal yang diberi cairan oli sehingga balok merasakan gaya gesek yang bergantung pada kecepatan balok sesuai dengan persamaan 𝐹 = −𝑘𝑣. Ketika kecepatan balok tersebut sama dengan 4 m/s, besar gaya gesek tersebut -2 N. Gerakan balok tersebut hanya pada satu dimensi, 2. Ketika balok dari titik asal 𝑥 = 0 diberikan kecepatan awal ke kanan sebesar 9 m/s, jarak maksimum yang ditempuh balok adalah ... meter

19. Partikel A dan B bermassa sama sebesar 𝑀 = 4 kg, masing-masing posisi pada 𝑥 = 0 dan 𝑥 = 2 meter. Partikel C bermassa 𝑚 = 1 kg berada pada 𝑥 = 1 meter kemudian bergerak ke kanan dengan kecepatan posisi 𝑢. Seluruh gerakan partikel hanya pada dimensi 𝑥. Seluruh tumbukan bersifat peminjaman sempurna. Banyak tumbukan maksimal yang mungkin terjadi adalah … kali.

20. Udara pada kedalaman ℎ akan mengalami perubahan elastis karena tekanan hidrostatik. Jika besarnya definisi udara adalah 𝐵 = 4.7 × 10¹⁰, maka rapat volume dari energi membekukan udara pada kedalaman 1000 m adalah ... kJ/m³ .

21. Seseorang bermassa 𝑚 = 60 kg jatuh dari ketinggian ℎ = 1 m. Saat mendarat, ia menekuk lutut hingga pusat massanya turun sejauh 𝑑 = 10 cm. Gaya total yang dirasakan oleh tulang kaki selama proses terjadinya sama dengan ... N.

22. Papan homogen sepanjang 𝐿 diletakkan pada bidang miring dengan 𝜃 = 60° yang memiliki sisi licin dan kasar dengan koefisien gesek kinetis 𝜇 = 0.8. Papan mula-mula melaju pada perbatasan licin-kasar, kemudian berhenti setelah melewati perbatasan. Jika waktu yang dibutuhkan selama bergerak adalah 𝑡 2π detik, panjang papan adalah... m.

23. Tinjaulah sistem tiga balok A, B dan C yang terhubung pegas tak bermassa dengan konstanta 𝑘 = 5000 N/m seperti pada gambar. Masing-masing balok memiliki 𝑀_𝐴 = 𝑀_𝐵 = 10 kg dan 𝑀_𝐶 = 2 kg. Balok A kemudian ditarik dengan gaya sebesar 𝐹. Bila lantai licin dan permukaan balok B kasar dengan koefisien gesek 𝜇_𝑠 = 0,5 dan 𝜇_𝑘 = 0,2, syarat 𝐹 dan perpanjangan pegas 𝑥 agar ketiganya bergerak bersama-sama adalah ... cm

24. Sebuah planet bermassa 𝑀 berbentuk bola berjari-jari 𝑅 memiliki kerapatan massa yang seragam. Variabel 𝑟 adalah jarak yang diukur dari pusat planet. Distribusi massa planet akan memberikan percepatan gravitasi lokal pada jarak 𝑟 sebesar 𝑔(𝑛) dengan 𝑛 = 𝑟/𝑅. Nilai 𝑔(𝑛) maksimum diperoleh untuk 𝑛 = ...

25. Sebuah mobil bergerak lurus, pertama dengan percepatan 𝑎 = 5,0 m/s² (kecepatan awal sama dengan nol), kemudian bergerak secara beraturan, lalu mobil diperlambat dengan perlambatan yang sama, 𝑎, hingga mobil berhenti. Total waktu pergerakannya adalah 25 detik. Kecepatan rata-rata mobil selama waktu tersebut adalah 72 km/jam. Waktu yang dibutuhkan mobil untuk bergerak secara teratur saja adalah ... detik.

26. Kecepatan suatu partikel yang bergerak dalam satu dimensi 𝑥 dinyatakan dengan persamaan 𝑣 = 𝑘√𝑥 dengan 𝑘 suatu konstanta yang bernilai 3 m^1/2 s ⁻¹ . Asumsikan pada saat awal 𝑡 = 0 partikel berada di posisi 𝑥 = 0. Partikel tersebut diberikan dorongan yang sangat kecil ke arah sumbu x positif sehingga mulai bergerak. Suatu saat posisi partikel berada di 𝑥 = 16 m. Besar kecepatan rata-rata partikel selama gerakan tersebut adalah .... m/s.

27. Sebuah bola kecil digantung dengan menggunakan sebuah tali. Pada awalnya tali berada pada posisi mendatar dan kemudian dilepaskan. Nilai tan 𝜃 pada saat percepatan total bola berarah mendatar adalah ....

28. Silinder bermassa 𝑚 = 1 kg dengan jejari 𝑟 = 1 cm dalam keadaan diam ditopang balok pada titik B. Balok kemudian ditarik sehingga balok bergeser dengan laju konstan 𝑣 = 0,2 m/s menjauhi silinder. Asumsikan awalnya balok sangat dekat dengan dinding. Abaikan silinder dengan dinding dan bola. Jarak A-B sama dengan √2 cm. Gaya besar yang diberikan dinding pada silinder adalah ... N.

29. Pada tahun 2013, angin topan Haiyan telah mengakibatkan bencana dan kerugian harta benda di negara-negara Pasifik Barat yang dilaluinya. Angin topan ini berputar terhadap suatu "mata" atau sumbu yang jarak rata-rata ke awan terluarnya sama dengan 85 km. Dari catatan meteorologi, diketahui kecepatan linear angin topan maksimum adalah 315 km/jam. Banyak putaran maksimum yang dilakukan oleh awan terluar angin topan Haiyan dalam waktu 1 jam adalah ... putaran/jam.

30. Sebuah satelit rusak bermassa 950 kg ditarik pesawat luar angkasa. Keduanya dihubungkan oleh tali yang homogen sepanjang ℓ = 50 m dengan rapat massa per satuan panjang 𝜇 = 1 kg/m. Pesawat bergerak sepanjang garis lurus dengan percepatan 𝑎 = 5 m/s². Gaya yang diberikan oleh pesawat kepada tali adalah ... N

31. Dua batang homogen A dan B dengan panjang = 1 m, massa A adalah 𝑚_𝐴 = 1 kg dan massa B 𝑚_𝐵 = 2 kg terletak sejajar satu sama lain pada bidang horizontal licin. Batang B awalnya diam di 𝑦 = 0, terbentang dari 𝑥 = 0 hingga 𝑥 = 1. A bergerak secara konstan dengan laju 𝑣 = 1 m/s ke arah sumbu-𝑦 positif. Ujung kanan A sampai pada titik (0,0) saat 𝑡 = 0 dan menumbuk ujung kiri B secara elastik. Nilai impuls yang diberikan A terhadap B pada proses tumbukan adalah ... Ns.

32. Sebuah balok bermassa 𝑚 = 0,075 kg meluncur dari titik P pada bidang licin dengan lintasan seperti pada gambar di samping ini. Jika 𝑅 = 12 cm dan ℎ = 5𝑅, usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada balok dari titik P sampai titik Q adalah ..... J.

33. Sebuah partikel bermassa 2 kg berada di bawah pengaruh gaya sebagai fungsi waktu 𝑡 yang berbentuk 𝐹(𝑡) = 2 + 4𝑡 N dengan 𝑡 dalam satuan detik. Pada saat awal, kecepatan partikel adalah 𝑣₀ = 2 m/s. Besarnya usaha yang dilakukan selama 3 detik pertama sama dengan .... J.

34. Suatu balon udara hendak bergerak naik ke udara dengan kecepatan awal konstan yaitu V₀ = 1 m/s ke atas. Karena terdapat angin yang cukup kencang, ia menghembuskan balon udara pada arah horizontal sehingga memiliki percepatan a_x = by dengan y adalah ketinggian balon dari tanah. Besar percepatan balon udara saat y = 1m adalah ...... m/s² (b = 1 s^-2 )

35. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan yang memenuhi persamaan 𝑣(𝑡) = −𝑡² + 8𝑡 − 15 di mana 𝑣 dalam m/s dan 𝑡 dalam hitungan detik. Benda akan berbalik arah dari bergerak ke kanan menjadi ke kiri saat 𝑡 = ...detik

36. Dua gaya bekerja pada sebuah partikel sehingga partikel bergerak dengan kecepatan konstan 𝑣⃗ = 3𝑖̂− 4𝑗̂ m/s. Jika salah satu gaya 𝐹 = 2𝑖̂– 6𝑗̂N, maka besar komponen sumbu-𝑦 dari gaya lainnya adalah ... N.

37. Sebuah tali dengan panjang 𝐿 dan rapat massa tali persatuan panjang 𝜌 seragam diberikan tegangan sebesar 𝐹. Frekuensi getaran tali tersebut adalah 𝑓 yang bergantung pada besaran fisika ketiga di atas dan dinyatakan oleh sebuah persamaan 𝑓 = 𝑘𝐿^𝛼𝐹^𝛽𝜌^𝛾 dengan 𝑘 adalah suatu konstanta tak berdimensi. Misal tali tersebut memiliki frekuensi 6 Hz. Sekarang terdapat tali kedia dengan panjang 4𝐿, rapat massa 2𝜌 dan diberi tegangan tali sebesar 18𝐹. Frekuensi tali kedua sama dengan ..... Hz. 6

38. Geofisika diaplikasikan untuk eksplorasi sumber daya alam, misalkan:

39. Metode geofisika untuk mengukur gejala batuan dengan membuat getaran di
permukaan bumi dan merekam respon yang terjadi karena pantulan ataupun
pembiasan gelombang getaran tersebut, yaitu

40. Metode geofisika yang bersifat pasif yaitu: