SOAL OLIMPIADE MAHASISWA FISIKA

1.      Menurut teori atom Bohr, jari-jari orbit elektron hanya dapat bernilai   dan seterusnya, dimana  adalah jari-jari atom Bohr. Jari-jari atom Bohr merupakan fungsi dari permitivitas ruang hampa , konstanta Planck, massa elektron dan muatan elektron. Dengan menggunakan metode analisis dimensi tentukanlah bentuk persamaan jari-jari atom Bohr tsb!                                                                                                 (10 point)

2.      Partikel A bergerak dengan kecepatan 10 m/s bertumbukan dengan partikel B yang diam dan bermassa sama. Sebagai akibat tumbukan energi kinetik sistem berkurang 0,995 % . Tentukanlah besar kecepatan partikel A sesaat setelah tumbukan!                           (10 point)

3.      Dua bola gabus kecil yang sama masing-masing mempunyai massa m dan muatan q yang sama, digantungkan pada satu titik oleh dua utas tali yang panjangnya masing-masing  dan massanya dapat diabaikan. Karena ada gaya Coulomb yang tolak menolak, tali tadi membuat sudut α terhadap garis vertikal pada saat keseimbangan tercapai. Tentukanlah hubungan sudut α dengan besaran-besaran q, m,, dan g yang diberikan.

  (10 point)

4.      Sebuah partikel mempunyai fungsi gelombang . Tentukanlah:

a.       Berapa nilai A jika fungsi gelombang tsb ternormalisasi.

b.      Berapa nilai yang diharapkan dari x untuk partikel tsb.                                 (10 point)

5.      Sebuah dipol listrik (muatan +q dan –q) terpisah sejauh 2a satu sama lain. Tentukanlah kuat medan listrik di titik P yang berjarak r dari titik tengah kedua muatan tsb.                                                                                                                                                                                                                 (10 point)

6.      An inclined plane of mass M rests on a rough floor with coefficient of static friction  . A mass m₁ is suspended by a string which passes over a smooth peg at the upper end of the incline and attaches to a mass m₂ which slides without friction on the incline. The incline makes an angel θ with the horizontal. Solve for the accelerations of m₁, m₂ and the tension in the string when  is very large.                                                          (10 point)

7.      Sebuah benda diam terbelah menjadi 2 bagian secara spontan dan keduanya saling bergerak ke arah yang berlawanan. Belahan-belahan tsb memiliki massa 3 kg dan 5,33 kg serta memiliki kecepatan relatif 0,8 c dan 0,6 c. Tentukanlah massa diam benda tsb sebelum terbelah!                                                                                            (10 point)

8.      Sebuah elektron berada pada keadaan  . Berapakah probabilitas untuk menemukan elektron dalam daerah antara inti atom dan jari-jari Bohr untuk . Diketahui fungsi gelombang untuk adalah

       dan   untuk  adalah

                                                                                     (10 point)

9.      Dalam proses penggabungan pasangan energi yang dibawa oleh foton dikonversikan sebelumnya menjadi materi yang dihasilkan dari penggabungan pasangan elektron-positron. Jika proses penggabungan yang terjadi dalam medan magnet sebesar 0,1 T menghasilkan positron dan elektron yang memiliki jari-jari kelengkungan masing-masing 120 mm dan 40 mm. Tentukanlah energi foton datangnya!                                  (10 point)

10.  Sebuah gelombang dengan panjang gelombang 35 cm dan Amplitudo 1,2 cm  bergerak sepanjang tali 15 m  yang memiliki massa 80 gram dan tegangan 12 N. Tentukan:

a.       Berapakah energi total gelombang pada tali?

b.      Hitung daya yang ditransmisikan melalui suatu titik tertentu pada tali!        (10 point)

“Selamat Mengerjakan”