Challenging Question 4

1.A horizontally flying bullet of mass m gets stuck in a body of mass M suspended by two identical threads of length l (figure). As a result, the threads swerve through an angle θ. Assuming m << M, find:

    (a) the velocity of the bullet before striking the body;
    (b) the fraction of the bullet's initial kinetic energy that turned into heat.

(figure)

2. A small disc A slides down with initial velocity equal to zero from the top of a smooth hill of height H having a horizontal portion (figure). What must be the height of the horizontal portion h to ensure the maximum distance s covered by the disc? What is it equal to?

(figure)

Answer: h = h/2 ; Smax = H
(Irodov I.E Problem In General Physics)

3. A small body A starts sliding off the top of a smooth sphere of radius  R. find the angle θ (figure) corresponding to the point at which the body breaks off the sphere, as wll as the break-off velocity of the body.

(figure)

4. Sebuah bola kecil di gantung dengan menggunakan sebuah tali. Pada awalnya tali berada pada posisi mendatar dan kemudian dilepaskan. Tentukan sudut θ, dimana percepatan total bola berarah mendatar.
(Soal OSK 2012) 
Answer: θ ≈ 54,7^o

^{5. Sebuah lingkaran dengan massa M dan jari-jari R bergantung pada suatu bidang penopang vertikal melalui suatu ujung lancip pada suatu titik P di sisi dalam keliling lingkaran, seperti ditunjukkan pada gambar. Hitung periode osilasi kecil.}

^{6. Sebuah papan kayu homogen dengan panjang 2 m, diam dalam keseimbangan pada posisi miring dengan bagian bawahnya tercelup dalam air (lihat gambar). Papan ditumpu pada puncak sebuah batu (titik B) yang muncul diatas air 20 cm dari ujung atas papan. Luas penampang papan adalah 10} cm²    dan massa jenis kayu adalah 0,7 g/cm³  .Tentukan:

(a). panjang papan yang berada dalam air

(b). reaksi yang dikerjakan batu pada papan

Answer: (a).0,8 m

               (b).6 N

7. Sebuah bola kecil bermassa m menumbuk permukaan lantai licin. Kecepatan awalnya adalah V1 dan bola membentur lantai membentuk sudut α terhadap lantai. Bola memantul membentuk sudut β terhadap lantai, tetapi tumbukan tidak elastik. Koefisien tumbukan adalah e. Tentukan:

(a). Tentukan besar impuls yang diberikan lantai terhadap bola!

(b). Tentukan sudut β setelah bola meninggalkan permukaan lantai!

Answer: (a). I =mV1sinα(1+e)

               (b).β =arctan(etanα)

(Soal Latihan Olimpiade)

8. A small bob of mass 50 g oscillates as a simple pendulum, with amplitude 5 cm and period 2 s. Find the velocity of the bob and the tension in the supporting thread when velociy of the bob is maximum.

Answer:Vmax = 5πcm/s ; T =13.11 N

(University of Aberystwyth, Wales)

9. A particle makes SHM along a straight line and its velocity when passing through points 3 and 4 cm from the center of its path is 16 and 12 cm/s, respectively. Find:

(a).the amplitude

(b).the time period of motion

Answer:(a). A =5 cm

              (b). T =1.57 s

(Northern University of UK) 

10. A shell flying with velocity v = 500m/s bursts into three identical fragments so that the kinetic energy of the system increases  = 1.5 times. What maximum velocity can one of the fragments obtain?

Answer: Vmax = 1km/s

(Irodov I.E Problem In General Physics)


Sumber Bacaan:
1.Surya, Yohanes. 2003. Soal-soal Mekanika 1 dan Penyelesaiannya. Jakarta : PT Bina Sumber Daya Mipa.
2.Kanginan, Marthen. 2007. Fisika SMA jilid 2B. Jakarta: Erlangga.
3.Kamal.A, Ahmad. 2010. 1000 Solved Problems in Classical Physics. Texas