Fisika Olimpiade: Challenging Question 2

1.(a)Sebuah bola tenis dengan massa (kecil) m₂ duduk pada puncak sebuah bola basket dengan massa m₁(besar). Dasar bola basket pada ketinggian h diatas tanah dan dasar bola tenis pada ketinggian h+d diatas tanah. Kedua bola dijatuhkan. Berapa ketinggian bola tenis memantul?

Catatan:Lakukan pendekatan dengan anggapan m₁ jauh lebih besar daripada m₂,dan anggap bola memantul secara lenting sempurna.

(b) Sekarang pertimbangkan n bola ,B₁, … , B_n yang memiliki massa masing-masing m₁, … , m_n(dengan m₁ >> m₂ >> … >>m_n), berdiri dalam suatu tumpukkan vertikal. Dasar B₁berada pada ketinggian h diatas tanah dan dasar B_n berada pada ketinggian h+l diatas tanah. Bola-bola dijatuhkan. Berapakah ketinggian yang dicapai oleh pantulan bola yang paling atas (bola ke-n). Nyatakan jawabanmu dalam l,h,dan n.

Answer:(a).9h+d

2.A small bar A resting on a smooth horizontal plane is attached by threads to a point P (figure) and, by means of a weightless pulley, to a weight B possessing the same mass as the bar itself. Besides, the bar is also attached to a point O by means of a light nondeformed spring of length l_o= 50 cm and stiffness x = 5mg/ l_o,where m is the mass of the bar. The thread PA having been burned, the bar starts moving. Find its velocity at the moment when it is breaking off the plane

Answer: v = 1,7m/s
(Irodov I.E Problem In General Physics)

3.Suatu partikel melintasi suatu garis lurus. Partikel itu melintasi setengah jarak total yang akan ditempuhnya dengan kecepatan v₁.Sisa setengah jarak total lainnya ditempuh dengan kecepatan v₂untuk separuh waktu dan dengan kecepatan v₃ untuk separuh waktu lainnya. Hitunglah kecepatan rata-rata partikel itu dalam keseluruhan jarak yang ditempuhnya?

4.Suatu sistem 2 massa identik m dan tiga pegas tanpa massa ditunjukkan pada gambar. Hitung periode osilasi jika massa-massa dibebaskan dari konfigurasi simetris awal seperti ditunjukkan pada gambar.

(soal university wisconsin)

5.Sebuah bola karet dengan massa M dan jari-jari R dibenamkan ke dalam cairan massa jenis ρ sampai kedalaman h kemudian dibebaskan. Berapa ketinggian bola akan melompat diatas permukaan cairan? (abaikan hambatan oleh cairan dan udara)

6. Seekor monyet massa m memanjati seutas tali yang menggantung yang melalui sebuah katrol tetap. Ujung lain tali diikatkan ke beban massa M yang berdiri pada permukaan horizontal meja, seperti ditunjukkan dalam gambar. Anggap koefisien gesekan μ, tentukan percepatan monyet dan massa M (relatif terhadap meja yang diam), dan tegangan tali untuk tiga kasus berikut:
a. Monyet tidak bergerak terhadap acuan tali
b. Monyet bergerak ke atas dengan percepatan b terhadap tali
c. Monyet bergerak ke bawah dengan percepatan b terhadap tali

7. Tentukan kecepatan sebuah batu harus dilemparkan horizontal dari titik P, sehingga batu itu bisa menumbuk bidang miring secara tegak lurus. Kemiringan bidang terhadap horizontal adalah θ dan P berada h meter diatas kaki bidang miring, seperti ditunjukkan dalam gambar.

8. Sebuah bola kecil dilempar diantara dua dinding vertikal dari dasar keduanya sedemikian sehingga jika dinding tidak ada, jarak jangkauannya adalah 5d. Sudut lemparan adalah α (lihat gambar). Anggap bahwa semua tumbukan yang terjadi antara bola dan dinding adalah lenting sempurna. Tentukan:
a. Ketinggian maksimum yang dicapai bola
b. Jumlah total tumbukan sebelum bola kembali ke tanah
c. Titik dimana bola akhirnya jatuh. Anggap tinggi dinding tidak terbatas (sangat tinggi).

9. A uniform cylinder of radius R is spinned about its axis to the angular velocity ω_o and then placed into a corner. The coefficient of friction in all surface is equal to μ. How many turns will the cylinder accomplish before it stops?

(Irodov I.E Problem In General Physics)

10. Seorang kapten ingin menembakkan selongsong meriamnya ke sisi musuh. Tetapi ia mengetahui bahwa ada angin kuat bertiup diatas ketinggian H yang akan meniup selongsong pelurunya sehingga salah sasaran. Jika meriamnya menembakkan selongsong pada kelajuan moncong V_o,berapakah jarak paling jauh yang dapat ia tembakkan ke sisi musush tanpa selongsongnya salah sasaran?(Nyatakan dalam V_o,g dan H).