NEW
Font size
WorksheetsTRY OUT OLIMPIADE FISIKA
Total questions: 14
Worksheet time: 57mins
Seorang empu gamelan di Surakarta sedang menyetem bilah saron yang terbuat dari perunggu. Ia memanaskan bilah tersebut sedikit untuk menurunkan nadanya. Secara fisika, fenomena ini terjadi karena pemanasan menyebabkan perubahan pada sifat material. Manakah penjelasan yang paling tepat mengenai mengapa frekuensi (nada) bilah logam menurun saat dipanaskan?
Pemanasan menyebabkan modulus Young (Y) perunggu menurun lebih dominan daripada penurunan massa jenisnya (ρ), sehingga kecepatan rambat gelombang (v) menurun dan frekuensi (f) ikut turun.
Pemanasan menyebabkan massa jenis (ρ) perunggu menurun secara signifikan, sehingga kecepatan rambat gelombang (v) meningkat dan frekuensi (f) turun.
Kurang tepat
Meskipun massa jenis sedikit menurun karena pemuaian, efek ini tidak sebesar perubahan pada modulus elastisitas. Penurunan massa jenis seharusnya justru meningkatkan kecepatan gelombang.
Pemanasan meningkatkan energi kinetik internal atom-atom perunggu, yang mengganggu perambatan gelombang suara dan secara langsung menurunkan frekuensinya.
Pemanasan menyebabkan bilah memuai dan menjadi lebih panjang (L), sehingga menurut hubungan frekuensi pada dawai (f ∝ 1/L), frekuensinya turun.
Di tengah keindahan alam Bali, Ratna dan Wawan sedang belajar tentang sistem irigasi Subak yang terkenal, sebuah warisan budaya dunia yang dirancang dengan cerdas untuk membagi air secara adil. Bayangkan sebuah saluran air utama dengan luas penampang A₁ dan kecepatan aliran v₁ bercabang menjadi dua saluran yang lebih kecil dengan total luas penampang gabungan A₂ = 0.5 A₁. Dengan mengasumsikan air adalah fluida ideal dan tidak ada perubahan ketinggian, bagaimana perbandingan tekanan air (P₂) di saluran yang lebih kecil terhadap tekanan (P₁) di saluran utama? (dilewati)
P₂ = P₁, karena tidak ada perubahan ketinggian, maka menurut Prinsip Bernoulli, tekanan tidak akan berubah.
Hubungan tekanan tidak dapat ditentukan tanpa mengetahui debit air (Q) secara spesifik.
P₂ < P₁, karena kecepatan aliran air meningkat di saluran yang lebih sempit, sehingga tekanannya harus turun untuk menjaga energi total tetap konstan. Wawan berpendapat bahwa sesuai persamaan kontinuitas (A₁v₁ = A₂v₂), kecepatan di saluran sempit (v₂) akan menjadi dua kali lipat v₁. Menurut Prinsip Bernoulli, peningkatan kecepatan (energi kinetik) akan diimbangi oleh penurunan tekanan (energi potensial tekanan).
P₂ > P₁, karena air 'terkompresi' saat memasuki ruang yang lebih kecil, sehingga tekanannya meningkat.
Joko dan Dian sedang belajar tentang Rumah Gadang di Minangkabau, yang terkenal tahan gempa. Mereka menemukan bahwa salah satu alasannya adalah strukturnya yang fleksibel dan pondasinya yang tidak tertanam kaku di tanah. Ketika gempa terjadi, tanah bergetar dengan frekuensi tertentu. Agar amplitudo osilasi rumah minimal, bagaimana seharusnya frekuensi alami (f₀) dari struktur Rumah Gadang dibandingkan dengan frekuensi getaran gempa (f)?
f₀ harus jauh lebih besar atau jauh lebih kecil dari f untuk menghindari resonansi, yang akan memperbesar amplitudo getaran secara drastis.
Jawaban yang benar
Ini adalah prinsip dasar dalam rekayasa tahan gempa. Dengan membuat frekuensi alami bangunan berbeda secara signifikan dari frekuensi gempa yang umum terjadi di daerah tersebut, efek resonansi yang merusak dapat dihindari.
f₀ harus sedikit lebih besar dari f untuk memberikan 'margin keamanan' sebelum terjadi resonansi.
Frekuensi alami struktur tidak relevan; yang terpenting adalah kekuatan material yang digunakan.
f₀ harus sama dengan f agar rumah dapat 'mengikuti' gerakan tanah secara harmonis dan mengurangi kerusakan.
Hey Rahman, did you know that the start of the Hijri month, like Ramadhan, relies on the sighting of the hilal (young crescent moon)? It's quite a challenge to spot the hilal right after the conjunction (Ijtima') because it's so close to the sun. Now, here's a fun question for you and Ina: What physical phenomenon best explains why the sky around the sun at dusk is so bright, making it hard to see the faint light of the hilal?
Hamburan Rayleigh (Rayleigh Scattering) oleh molekul-molekul udara.
Efek fotolistrik pada lapisan ionosfer.
Refraksi atmosfer yang membelokkan cahaya matahari di bawah cakrawala.
Difraksi cahaya matahari oleh partikel-partikel di atmosfer.
Di sebuah pesantren yang terletak di daerah terpencil, Sari dan Nita sedang belajar tentang energi terbarukan. Mereka menemukan bahwa pesantren tersebut telah membangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) yang memanfaatkan air terjun setinggi 20 meter. Debit air yang menggerakkan turbin adalah 0.5 m³/s. Dengan efisiensi total sistem (pipa, turbin, generator) sebesar 60%, mereka penasaran, berapakah daya listrik yang dapat dihasilkan untuk menerangi pesantren? (Gunakan g = 10 m/s² dan massa jenis air ρ = 1000 kg/m³).
40 kW
60 kW
100 kW
6.000 kW
Dalam proses membatik yang penuh warna, Tiara dan Faisal sedang bereksperimen dengan 'malam' (lilin) panas yang diaplikasikan ke kain. Mereka ingin mencegah pewarna meresap ke dalam kain yang indah itu. Setelah itu, kain tersebut dicelupkan ke dalam pewarna dingin yang cerah. Nah, dalam konteks fisika, 'malam' memiliki peran penting sebagai material yang mengalami transisi fasa. Sifat fisis apa yang paling krusial dari 'malam' sehingga teknik ini bisa berhasil? (dilewati)
Memiliki titik leleh yang relatif rendah dan menjadi fluida non-polar yang tidak larut dalam pewarna berbasis air.
Memiliki kapasitas kalor yang sangat tinggi untuk menahan panas.
Memiliki tegangan permukaan yang sangat tinggi saat cair.
Memiliki konduktivitas termal yang sangat rendah saat padat.
Di sebuah kelas yang penuh semangat, Mega, Arif, dan Indah sedang belajar tentang ilmuwan Muslim legendaris, Ibnu al-Haytham. Mereka terpesona oleh bagaimana Ibnu al-Haytham menjadi pelopor metode ilmiah dan memberikan kontribusi besar pada ilmu optik. Dalam eksperimennya menggunakan 'Al-Bayt al-Muzlim' (kamar gelap atau camera obscura), ia menunjukkan bahwa cahaya merambat lurus. Sekarang, bayangkan jika sebuah lubang kecil (pinhole) dibuat pada dinding kamar gelap, dan sebuah pohon setinggi 10 meter berada pada jarak 20 meter dari lubang. Berapakah tinggi bayangan pohon yang terbentuk pada dinding yang berlawanan jika lebar kamar gelap adalah 50 cm? (dilewati)
25 cm, tegak
25 cm, terbalik
40 cm, terbalik
50 cm, terbalik
8. Hai, teman-teman! Pernahkah kalian mendengar tentang Satelit Palapa Indonesia? Satelit ini adalah contoh satelit geostasioner yang telah merevolusi komunikasi kita! Agar satelit ini dapat melayang di orbit geostasioner (selalu berada di atas titik yang sama di ekuator Bumi), gaya gravitasi Bumi harus memberikan gaya sentripetal yang diperlukan. Sekarang, mari kita tantang otak kita! Manakah hubungan fisis yang harus dipenuhi oleh satelit dengan massa m pada radius orbit r dari pusat Bumi (massa M)? (G adalah konstanta gravitasi universal) Ayo, Ina, Dewi, dan Mega, tunjukkan pengetahuan kalian!
GmM/r = mv²/r²
mgh = 1/2 mv²
GmM/r² = mv²/r
GmM/r² = mωr²
Di sebuah perlombaan lari yang seru, terdapat lima pelari hebat: Umar (berat 55 kg), Ali (62 kg), Hasan (54 kg), Husen (48 kg), dan Hafiz (62 kg). Mereka semua memiliki catatan rekor kecepatan yang sama. Namun, siapa di antara mereka yang kira-kira akan lebih mudah lelah saat berlomba? Mari kita lihat!
Husen, karena memiliki berat tubuh lebih ringan sehingga tidak akan memiliki energi yang banyak, dan energi yang dimiliki akan lebih cepat habis.
Umar, karena lintasannya lebih pendek, sehingga Umar akan mengeluarkan segenap tenaganya untuk cepat mencapai garis finis dalam waktu singkat.
Hafiz, karena lintasannya lebih jauh, sehingga energi yang dibutuhkan akan lebih cepat habis.
Ali, karena menghasilkan daya yang lebih besar akibat mengeluarkan energi yang besar juga.
Di sebuah madrasah yang ramai, Surya dan Agung sedang berjuang untuk memindahkan beberapa kotak berisi buku ke lantai dua. Surya, yang memiliki postur tubuh lebih kecil, mampu memindahkan 3 kotak dalam waktu 3 menit. Sementara itu, Agung yang lebih besar dan kuat, hanya bisa memindahkan 2 kotak dalam waktu 5 menit. Jika kita anggap usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan setiap kotak adalah sama, bagaimana perbandingan daya yang dikeluarkan oleh Surya dan Agung?
daya yang dikeluarkan Surya lebih besar daripada Agung
daya yang dikeluarkan Agung lebih besar daripada Surya
daya yang dikeluarkan Surya dan Agung sama besar
tidak ada daya yang dikeluarkan karena kotak hanya berpindah posisi
Perhatikan gambar dua sahabat, Agung dan Siti, yang akan menaiki tangga dengan panjang dan tinggi yang sama berikut ini! Keduanya memiliki massa yang sama dan bersekolah di pesantren modern yang sama. Agung, si pemalas, terbiasa terlambat masuk kelas, sedangkan Siti, si disiplin, selalu hadir tepat waktu. Menurut prediksi Anda, bagaimana keadaan kedua sahabat ini saat menaiki tangga?
Agung dan Siti sama-sama segar karena melakukan gaya dan usaha yang sama
Agung lebih segar dibandingkan Siti dan Siti akan tampak kelelahan
Siti lebih segar dibandingkan Agung dan Agung akan tampak kelelahan
Agung dan Siti sama-sama segar karena melakukan gaya dan usaha yang berbeda
Di sebuah trek maraton yang cerah, dua sahabat kita, Rina (berat 50 kg) dan Budi (70 kg), sedang berlatih untuk lomba yang sangat dinanti-nantikan. Mereka berlari dengan kecepatan yang sama, tetapi siapa di antara mereka yang akan lebih cepat merasa kelelahan? Mari kita lihat!
Keduanya akan kelelahan pada waktu yang sama karena kecepatan yang sama.
Budi, karena berat tubuhnya lebih berat sehingga membutuhkan lebih banyak energi untuk berlari.
Rina, karena dia lebih terbiasa berlari jarak jauh dibandingkan Budi.
Rina, karena berat tubuhnya lebih ringan sehingga energi yang dimiliki lebih cepat habis.
Di sebuah desa yang cerah, Maya dan Rahman sedang mengamati Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang memanfaatkan panel surya dengan efisiensi 20%. Mereka menemukan bahwa panel tersebut menerima radiasi matahari sebesar 1000 W/m² dan memiliki luas 10 m². Nisa pun penasaran, berapakah daya listrik maksimum yang dapat dihasilkan oleh panel surya tersebut?
500 W
200 W
1000 W
2000 W
Dalam sebuah eksperimen yang seru, Nita dan Surya memutuskan untuk menguji hukum gravitasi dengan menjatuhkan dua bola yang memiliki massa yang sama dari ketinggian yang berbeda. Bola A, yang dijatuhkan oleh Nita, berasal dari ketinggian 10 m, sementara Bola B, yang dijatuhkan oleh Surya, berasal dari ketinggian 20 m. Jika kita abaikan gesekan udara, manakah pernyataan yang benar mengenai kecepatan kedua bola saat mencapai tanah?
Kecepatan Bola A lebih besar daripada Bola B.
Kecepatan Bola B lebih besar daripada Bola A.
Kedua bola akan memiliki kecepatan yang sama saat mencapai tanah.
Kecepatan Bola A dan Bola B tidak dapat ditentukan tanpa waktu jatuh.
