1

SOAL BABAK PENYISIHAN OLIMPIADE FISIKA

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

Tingkat : SMA/SEDERAJAT

Waktu : 120 menit

Daftar konstanta alam sebagai pelengkap soal-soal fisika

g = 10 m/s2 (kecuali diberitahukan lain); µo = 4π x 10

-7 H/m;

c = 3 x 108 m/s; 1 sma = 931 MeV;

e = 1,6 x 10-19

C; h = 6,63 x 10-34

Js;

kB = 1,38 x 10-23

J/K (4πεo)-1

= 9 x 109

Nm2/C

2;

me = 9,1 x 10-31

kg R = 8,31 J/K.mol;

NA = 6,02 x 1023

/ mol G = 6,67 x 10-11

Nm2/kg

2;

1. Sebuah mobil hendak menyeberangi parit yang lebarnya 4 meter.

Perbedaan tinggi antara kedua sisi parit itu adalah 15 cm.

Maka besar kelajuan minimum yang diperlukan oleh mobil tersebut agar

penyeberangan mobil itu tepat dapat berlangsung adalah....

a) 10 m/s c) 17 m/s e) 23 m/s

b) 15 m/s d) 20 m/s

2. Sistem benda dengan massa benda A sebesar 4 kg, dan massa benda B

sebesar 5 kg. Koefisien gesekan statis antara benda A dengan C adalah 0,3

dan antara benda A dengan meja 0,2. Massa minimum benda C agar sistem

tidak bergerak adalah...(massa katrol dan tali diabaikan).

15 cm

4 m

v

2

a) 18 kg

b) 19 kg

c) 20 kg

d) 21 kg

e) 22 kg

3. Sistem benda berikut dengan massa balok A sebesar 0,4 kg, massa balok B

sebesar 0,8 kg dan koefisien gesekan semua permukaan 0,25. Gaya F yang

diperlukan untuk menarik balok B ke kanan dengan kelajuan tetap

adalah....

a) 1 N

b) 2 N

c) 3 N

d) 4 N

e) 5 N

4. Sebuah proyektil ditembakkan dari atas sebuah bidang miring seperti yang

ditunjukkan oleh gambar.

Dengan bidang miring sebagai sumbu x dan garis yang tegak lurus bidang

miring sebagai sumbu y, maka tinggi maksimum h yang dicapai proyektil

adalah....

F B

A

C

A

B

α

Vo

θ

h

3

a) 𝑉𝑜2 𝑐𝑜𝑠 2𝛼

2𝑔 𝑐𝑜𝑠 𝜃

b) 𝑉𝑜2 𝑠𝑖𝑛2𝛼

2𝑔 𝑐𝑜𝑠 𝜃

c) 𝑉𝑜2 𝑐𝑜𝑠 2𝛼

2𝑔 𝑠𝑖𝑛 𝜃

d) 𝑉𝑜2 𝑠𝑖𝑛2𝜃

2𝑔 𝑐𝑜𝑠 𝛼

e) 𝑉𝑜2 𝑠𝑖𝑛2𝛼

2𝑔𝑐𝑜𝑠 2𝜃

5. Pada sistem katrol seperti gambar berikut, besar percepatan benda C jika

massa katrol dan gaya gesek pada sistem diabaikan adalah...(mA= m, mB =

2m, mC = 3m dan percepatan gravitasi g).

a) 0,1 g

b) 0,2 g

c) 0,3 g

d) 0,4 g

e) 0,5 g

6.

Tiga buah benda dihubungkan dengan tali yang massanya diabaikan

seperti pada gambar, jika koefisien gesekan antara benda dengan lantai

adalah µk. Besar tegangan tali antara benda m1 dengan m2 adalah...( m1= m,

m2= 2m, m3= 3m dan percepatan gravitasi g)

a) 1

2𝐹 d)

1

5𝐹

A B

C

F m1 m3 m2

4

b) 1

3𝐹 e)

1

6𝐹

c) 1

4𝐹

7.

Sebuah bola pejal bermassa m ditarik oleh gaya horizontal F tepat pada

titik beratnya sehingga bola menggelinding tanpa slip pada bidang datar

kasar, maka percepatan bola pejal tersebut adalah ….

a) 5𝐹

7𝑚 d)

5𝐹

3𝑚

b) 7𝐹

5𝑚 e)

3𝐹

7𝑚

c) 3𝐹

5𝑚

8. Sebuah bandul terdiri dari dua batang homogen dengan panjang masing-

masing L dan bermassa m yang dirangkai menjadi huruf T terbalik seperti

pada gambar. Momen inersia rangkaian batang tersebut adalah ….

a) 19

12𝑚𝐿2

b) 17

12𝑚𝐿2

c) 15

12𝑚𝐿2

d) 5

3𝑚𝐿2

e) 7

3𝑚𝐿2

9. Sebuah batang homogen bermassa m , yang rebah dilantai, mendapat gaya

F1 dan F2 sehingga bergerak lurus dengan percepatan a. Jarak antara kedua

titik tangkap adalah b seperti pada gambar (posisi batang dilihat dari atas).

Maka panjang batang L , dinyatakan dalam m, F2, a dan b adalah….

a) 𝐹2𝑏

𝑚𝑎

F

L

L

5

b) 𝐹2𝑏

2𝑚𝑎

c) 2𝐹2𝑏

3𝑚𝑎

d) 2𝐹2𝑏

𝑚𝑎

e) 3𝐹2𝑏

2𝑚𝑎

10. Sebuah katrol berbentuk lempeng pejal homogen bermassa M dan berjari-

jari R, beban bermassa m dililitkan pada katrol dengan tali tak bermassa

dan semua gesekan diabaikan. Apabila percepatan gravitasi bumi g, maka

besar percepatan beban m dan tegangan talinya adalah…(M = 2m)

a) 0,4 g dan mg

b) 0,4 g dan 0,5 mg

c) 0,5 g dan mg

d) 0,5 g dan 0,4 mg

e) 0,5 g dan 0,5 mg

11. Sebuah roda akan dinaikkan pada anak tangga seperti pada gambar. Bila

jari-jari = R, berat roda = W, tinggi anak tangga = h, maka gaya F minimun

yang dibutuhkan agar roda tersebut dapat naik adalah ….

a) 𝑊(𝑅 − 𝑕)

b) 𝑊 2𝑅𝑕−𝑕2

𝑅−𝑕

c) 𝑊(2𝑅𝑕 − 𝑕2)

d) 𝑊(𝑅−𝑕)

𝑅

e) 𝑊𝑕

𝑅−𝑕

12. Sebuah batang homogen berengsel dengan panjang L dan berat W2 diikat

pada dinding dengan seutas tali seperti pada gambar. Jika pada ujung

M

m

b

F2

F1

½ L

h

F

R

6

batang diberi beban seberat W1, maka sistem dalam keadaan setimbang.

Besar tegangan talinya adalah ….

a) 𝑊1

𝐿

2 +𝑊2

𝐿12

sin 𝜃𝐿1

b) 𝑊1𝐿1+𝑊2

𝐿12

sin 𝜃𝐿

c) 𝑊1𝐿+𝑊2

𝐿

2

sin 𝜃𝐿1

d) 𝑊1

𝐿12 +𝑊2

𝐿

2

sin 𝜃𝐿1

e) 𝑊1𝐿+𝑊2

𝐿

2

sin 𝜃𝐿

13. Dua buah pendulum bergetar dengan frekuensi masing-masing f1 dan f2.

Kemudian pendulum tersebut dihubungkan dengan tongkat ringan, maka

frekuensinya akan menjadi….

a) 𝑓1

2+𝑓22

2 d) 𝑓1𝑓2 + 𝑓1𝑓2

b) 𝑓1+ 𝑓2

2 e) 𝑓1

2 + 𝑓22

c) 𝑓1 + 𝑓2

14.

v

sebelum tumbukan sesudah tumbukan

Sebuah balok kayu bermassa 7m digantung dengan seutas tali. Kemudian,

peluru bermassa 0,5m ditembakkan pada balok sehingga balok

menyimpang dan naik setinggi h (peluru bersarang pada balok), besar

kecepatan peluru v adalah….

tali

𝜃

L1 W1

h

7

a) 2 𝑔𝑕 d) 10 𝑔𝑕

b) 2𝑔𝑕 e) 15 2𝑔𝑕

c) 5 2𝑔𝑕

15. Sebuah bola kasti bermassa m, dilemparkan dengan kecepatan v kemudian

dipukul oleh pemukul dengan gaya F berlawanan dengan arah gerak

peluru sehingga bola berbalik arah dengan kecepatan v’. Selang waktu (∆t)

yang dibutuhkan untuk memukul bola tersebut adalah….

a) 𝑚(𝑣−𝑣′)

𝐹 d)

𝑚(𝑣′−𝑣)

2𝐹

b) 𝑚(𝑣−𝑣′)

2𝐹 e)

2𝑚(𝑣′−𝑣)

𝐹

c) 𝑚(𝑣′−𝑣)

𝐹

16.

Apabila massa balok sebesar m serta konstanta pegas masing-masing k1 =

k N/m dan k2 = 2k N/m, maka frekuensi sistem tersebut adalah….

a) 1

2𝜋

2𝑚

3𝑘

b) 1

2𝜋

3𝑚

5𝑘

c) 1

2𝜋

𝑚

3𝑘

d) 1

2𝜋

𝑚

6𝑘

e) Semua jawaban salah

17. Dua buah bola kecil masing-masing bermassa m, digantung dengan tali

yang masing-masing panjangnya L pada titik yang sama. Jika setiap bola

k2 k1

m

8

bermuatan q dan setiap tali membentuk sudut θ dengan vertikal. Besarnya

q dinyatakan dalam besaran-besaran yang diketahui adalah…

a) 4𝐿 𝑠𝑖𝑛 𝜃 𝑚𝑔 𝑡𝑎𝑛 𝜃

𝑘 d) 2𝐿 𝑠𝑖𝑛 𝜃

𝑚𝑔 𝑡𝑎𝑛 𝜃

𝑘

b) 2𝐿 𝑡𝑎𝑛 𝜃 𝑚𝑔 𝑠𝑖𝑛 𝜃

𝑘 e) 2𝐿 𝑡𝑎𝑛 𝜃

𝑚𝑔 𝑐𝑜𝑠 𝜃

𝑘

c) 4𝐿 𝑡𝑎𝑛 𝜃 𝑚𝑔 𝑠𝑖𝑛 𝜃

𝑘

18. Perhatikan rangkaian pada gambar. Beda potensial antara titik A dan B

adalah ...

a) 2,4 V

b) 2,7 V

c) 3,4 V

d) 5,4 V

e) 6,0 V

19. Dalam daerah bermedan magnet seragam B ( dengan arah menembus

masuk bidang kertas ) dua buah partikel bermuatan ( q1 dan q2 ) bergerak

melingkar dengan energi kinetik yang sama besar. Bila kedua muatan

bermassa sama, maka dapat disimpulkan bahwa ....

a) q1 > 0, q2 < 0, dan [ q1 ] > [ q2 ]

b) q1 > 0, q2 < 0, dan [ q1 ] < [ q2 ]

c) q1 < 0, q2 > 0, dan [ q1 ] < [ q2 ]

d) q1 < 0, q2 > 0, dan [ q1 ] > [ q2 ]

𝜃

𝜃

9

e) q1 > 0, q2 < 0, dan [ q1 ] = [ q2 ]

20. Dua buah kawat a dan b diletakkan sejajar pada jarak 8 cm satu sama lain.

Tiap kawat dialiri arus sebesar 20 A. Maka induksi magnet di titik P yang

terletak di antara kedua kawat pada jarak 2 cm dari kawat a adalah ...

a) 0,10 mT

b) 0,13 mT

c) 0,20 mT

d) 0,25 mT

e) 0,30 mT

21. Batang magnet bergerak dengan kelajuan konstan mendekati kumparan,

beda potensial listrik yang terukur pada titik X dan Y akan ....

a) Lebih tinggi di X dan akan semakin

berkurang

b) Lebih tinggi di Y dan akan semakin

berkurang

c) Sama dengan nol

d) Lebih tinggi di Y dan akan semakin

bertambah nilainya

e) Lebih tinggi di X dan akan semakin bertambah nilainya

22. Sumber DC 2 volt dihubungkan dengan 2 elemen listrik yang dipasang

seri dan arus yang mengalir pada rangkaian tersebut 200 mA. Jika sumber

DC digantikan dengan sumber AC 2 volt (50 Hz), maka arus yang

mengalir pada rangkaian menjadi 100 mA. Komponen listrik pada

rangkaian ini adalah ....

a) Kapasitor 20 F dan Resistor 10 Ω

b) Induktor 1/10π 3 H dan Kapasitor 20 F

c) Resistor 10 Ω dan Induktor 3 /10π H

d) Keduanya Resistor, masing masing 10 Ω

e) Keduanya Induktor, masing masing 3 /10π H

10

23.

Arus yang melalui hambatan 2 pada gambar adalah….

a) 0,1 A d) 0,4 A

b) 0,2 A e) 0,5 A

c) 0,3 A

24. Sebuah kapasitor keping sejajar yang tebalnya d mempunyai kapasitas Co.

Ke dalam kapasitor ini dimasukkan dua bahan dielektrik yang masing-

masing tebalnya d/2 dengan konstanta dielektrik k1 dan k2, sehingga

kapasitasnya menjadi ....

a) k1k2Co/( k1 + k2)

b) 2k1k2Co/( k1 + k2)

c) 4k1k2Co/( k1 + k2)

d) k1k2Co/2( k1 + k2)

e) k1k2Co/4( k1 + k2)

25. Dua buah benda X dan Y di ukur suhunya dengan menggunakan

termometer berskala Fahrenheit yang masing-masing adalah A dan B. Bila

kedua benda tersebut diukur suhunya menggunakan termometer M yang

tidak diketahui, suhunya masing-masing yaitu C dan D. Suhu es yang

mencair (32°F) jika diukur dengan menggunakan termometer M adalah….

a) 𝐴𝐷+𝐵𝐶 +32 𝐶−𝐷

𝐴−𝐵

b) 𝐴𝐷−𝐵𝐶 +32 𝐵−𝐷

𝐴−𝐶

c) 𝐴𝐷−𝐵𝐶 +32 𝐶−𝐷

𝐴−𝐵

d) 𝐴𝐷+𝐵𝐶 +32 𝐵−𝐷

𝐴−𝐶

11

e) 𝐴𝐷+𝐵𝐶 −32 𝐶−𝐷

𝐴−𝐵

26. 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 suhu 127°C. Perbandingan antara

massa gas yang keluar dari tabung dan massa awalnya adalah....

a) 1 : 4 d) 1 : 2

b) 2 : 1 e) 4 : 1

c) 1 : 1

27. 2 m3 gas helium bersuhu 27°C dipanaskan secara isobarik sampai 77°C.

Jika tekanannya 3 × 105 N/m

2, maka usaha yang dilakukan gas adalah ....

a) 100 kJ d) 260 kJ

b) 140 kJ e) 320 kJ

c) 200 kJ

28. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi yang

bersuhu 800 K mempunyai efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensinya naik

menjadi 50% suhu reservoir tinggi harus dinaikkan menjadi....

a) 900 K

b) 960 K

c) 1000 K

d) 1180 K

e) 1600 K

29. Sepotong plastik transparan (indeks

bias = nk) terapung di permukaan air

(indeks bias = na) agar sinar datang

seperti pada gambar dipantulkan

sempurna oleh permukaan batas

plastik-air, maka sudut 𝜃 harus

memenuhi syarat….

𝜃 udara

air

plastik

12

a) sin θ =na

nk d) cosθ =

nk

nk2−na

2 1

2

b) sin θ =nk

na e) tanθ =

nk

na

c) cosθ = nk2 − na

2 1

2

30. Sebuah benda bercahaya berjarak tetap D dari layar. Lensa konvergen

dengan jarak fokus f akan membentuk bayangan nyata pada layar untuk

dua posisi tertentu, yang satu dengan yang lainnya berjarak….

a) 𝐷2 − 4𝑓 d) 𝐷(𝐷 + 4𝑓)

b) 𝐷2 + 4𝑓 e) 𝐷 𝐷 − 4

c) 𝐷(𝐷 − 4𝑓)

31. Seorang petugas pemilu mengamati keaslian kartu suara dengan

menggunakan lup berkekuatan 10 dioptri. Apabila orang itu memiliki titik

dekat mata 30 cm dan ingin memperoleh pembesaran angular maksimum,

maka kartu suara ditempatkan di depan lup pada jarak ....

a) 5,5 cm d) 8,5 cm

b) 6,5 cm e) 9,5 cm

c) 7,5 cm

32. Jarak titik api lensa obyektif dan lensa okuler sebuah mikroskop berturut-

turut adalah 1,8 cm dan 6 cm. Pada pengamatan mikroorganisme,

mikroskop digunakan oleh mata normal dengan titik dekat 24 cm tanpa

berakomodasi. Jika jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler 24 cm,

maka pembesaran mikroskop tersebut adalah ....

a) 10 d) 24

b) 12 e) 36

c) 16

33. Seorang nelayan merasakan perahunya dihempas gelombang sehingga

perahu bergerak naik-turun. Waktu yang diperlukan untuk bergerak dari

puncak ke lembah adalah 3 s. Nelayan juga mengamati bahwa jarak antar

13

puncak gelombang adalah 12 m. Waktu yang diperlukan oleh gelombang

untuk mencapai pantai yang jauhnya 100 m adalah ....

a) 3 s d) 33 s

b) 4 s e) 50 s

c) 8 s

34. Suatu gelombang gempa terasa di Malang dengan intensitas 6 × 105 W/m

2.

Sumber gempa berasal dari suatu tempat yang berjarak 300 km dari

Malang. Jika jarak antara Malang dan Surabaya sejauh 100 km dan ketiga

tempat itu membentuk segitiga siku-siku dengan sudut siku-siku di

Malang, maka intensitas gempa yang terasa di Surabaya adalah ... (dalam

W/m2).

a) 2 × 105 d) 5,4 × 10

5

b) 3 × 105 e) 7,5 × 10

5

c) 4,5 × 105

35. Dua celah yang berjarak 1 mm, disinari cahaya merah dengan panjang

gelombang 6,5 x 10–7

m. Garis gelap-terang dapat diamati pada layar yang

berjarak 1 m dari celah. Jarak antara gelap ketiga dan terang kelima adalah

....

a) 0,85 mm d) 3,25 mm

b) 1,62 mm e) 4,87 mm

c) 2,55 mm

36. Dalam suatu percobaan gelombang pada tali terbentuk 4 buah perut dan 5

buah simpul gelombang ketika beban pada tali adalah a kg. Jika pada

percobaan tersebut beban diubah menjadi 4a. Maka banyaknya perut dan

simpul yang terbentuk agar diperoleh frekuensi sama dengan sebelumnya

adalah ....

a) 2 perut dan 3 simpul

b) 4 perut dan 5 simpul

c) 5 perut dan 4 simpul

14

d) 8 perut dan 9 simpul

e) 9 perut dan 8 simpul

37. Sebuah kapal berlayar dari air laut (ρ = 1,03 g/cm3) menuju kedalam air

segar (ρ = 1 g/cm3) dan karena itu, agak tenggelam. Jika beban 600 Mg

dibuang, kapal kembali ke ketinggian semula. Maka massa kapal sebelum

beban dibuang adalah ... ( 1 Mg = 103 kg, 1 Gg = 10

6 kg).

a) 20,6 Gg d) 23,6 Gg

b) 21,6 Gg e) 24,6 Gg

c) 22,6 Gg

38. Sebuah air mancur yang dirancang untuk menyemprotkan air setinggi 12

m ke udara mempunyai lubang semprotan berdiameter 1 cm. Jika pompa

air berada 3 m di bawah tanah dan pipa semprotan berdiameter 2 cm, maka

tekanan pompa yang diperlukan adalah sebesar…(lubang semprotan

berada di atas tanah dan Po = 1,01 atm).

a) 1,125 atm d) 4,545 atm

b) 2,435 atm e) 5,615 atm

c) 3,275 atm

39. Grafik berikut menunjukkan hubungan jumlah zat (N) terhadap waktu (t)

pada peluruhan suatu unsur radioaktif. Waktu yang diperlukan sehingga

unsur tersebut tinggal satu mol adalah ….

15

a) 2,5 hari

b) 5 hari

c) 10 hari

d) 20 hari

e) 40 hari

40. Sebuah benda dengan massa 4 kg bergerak dengan kecepatan 3/5 c

berbenturan dengan benda yang serupa tetapi bergerak dengan kelajuan

3/5 c kearah berlawanan. Jika setelah benturan kedua benda menyatu dan

tidak ada energi yang teradiasi selama proses benturan tersebut, maka

massa benda gabungan setelah benturan adalah….

a) 4,0 kg d) 10,0 kg

b) 6,4 kg e) 13,3 kg

c) 8,0 kg

SELAMAT MENGERJAKAN