HermanAnis.Com – OSN Fisika tingkat kabupaten 2025 semakin dekat! Bagi para siswa yang ingin meraih prestasi di Olimpiade Sains Nasional (OSN), latihan soal merupakan kunci utama dalam persiapan. Dalam artikel ini, kami menyajikan kumpulan soal OSN Fisika tingkat kabupaten 2024 yang bisa digunakan sebagai bahan latihan. Soal-soal ini mencakup berbagai topik penting seperti mekanika, listrik dan magnet, fluida, serta fisika modern. Pastikan Anda menguasai setiap konsep dan strategi penyelesaian soal agar siap menghadapi kompetisi sebenarnya!

Baca juga: Soal dan Pembahasan KSN Fisika dan OSN Fisika Tingkat SMA

A. Pendahuluan

1. Apa itu OSN Fisika?

OSN Fisika atau Olimpiade Sains Nasional bidang Fisika adalah ajang kompetisi akademik bergengsi yang diadakan setiap tahun untuk siswa SMP dan SMA di Indonesia. Kompetisi ini bertujuan untuk menguji pemahaman mendalam tentang konsep fisika serta kemampuan analisis dan pemecahan masalah.

OSN Fisika terdiri dari beberapa tahap, mulai dari tingkat sekolah, kabupaten/kota, provinsi, hingga tingkat nasional. Setiap tahap memiliki tingkat kesulitan yang lebih tinggi, sehingga peserta harus mempersiapkan diri dengan baik, terutama dalam mengerjakan berbagai latihan soal.

2. Pentingnya latihan soal OSN Fisika tingkat kabupaten

Menghadapi OSN Fisika tingkat kabupaten memerlukan strategi belajar yang efektif, salah satunya adalah dengan mengerjakan latihan soal sebanyak mungkin. Berikut adalah beberapa alasan mengapa latihan soal sangat penting:

1. Mengenal Pola Soal
   • Dengan sering berlatih, peserta dapat memahami pola dan jenis soal yang sering muncul di OSN Fisika.
2. Melatih Kecepatan dan Ketepatan
   • Waktu yang terbatas dalam kompetisi mengharuskan peserta untuk mengerjakan soal dengan cepat dan akurat.
3. Mengasah Kemampuan Berpikir Kritis
   • OSN Fisika tidak hanya menguji hafalan, tetapi juga pemahaman konsep dan penerapan teori dalam berbagai situasi.
4. Meningkatkan Kepercayaan Diri
   • Latihan yang konsisten akan membuat peserta lebih siap dan percaya diri saat menghadapi soal yang sebenarnya.

3. Struktur soal pilihan ganda dalam OSN Fisika

Pada tingkat kabupaten, soal OSN Fisika biasanya berbentuk pilihan ganda dengan tingkat kesulitan yang bervariasi. Berikut adalah karakteristik utama soal pilihan ganda OSN Fisika:

1. Berbasis Konsep dan Perhitungan
   • Setiap soal tidak hanya menguji teori, tetapi juga memerlukan keterampilan menghitung dengan cepat dan tepat.
2. Memiliki 4-5 Pilihan Jawaban
   • Salah satu pilihan jawaban sering kali berupa “jebakan” bagi peserta yang kurang teliti.
3. Menggunakan Pendekatan Analitis
   • Beberapa soal mengharuskan peserta untuk menganalisis grafik, tabel, atau data eksperimen.
4. Topik yang Luas
   • Materi yang diujikan mencakup mekanika, fluida, listrik dan magnet, gelombang, termodinamika, serta fisika modern.

Untuk sukses di OSN Fisika tingkat kabupaten, peserta harus memahami konsep fisika secara mendalam dan terbiasa mengerjakan soal pilihan ganda dengan strategi yang tepat. Latihan soal yang rutin dapat meningkatkan pemahaman, ketepatan, dan kecepatan dalam menyelesaikan soal, sehingga peluang lolos ke tahap berikutnya semakin besar.

Baca Juga: Materi Pembinaan KSN Fisika SMA

B. Soal OSN Fisika 2024 Berdasarkan Topik

1. Mekanika

• Kinematika: gerak lurus, gerak parabola.
• Dinamika: hukum Newton, gaya, dan percepatan.
• Momentum dan hukum kekekalan energi.

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 1

Suatu sistem pegas bermassa digantungkan pada atap sebuah kereta. Pada awalnya kereta dalam keadaan diam dan diketahui bahwa pegas menyimpang sejauh 4 𝑐𝑚 dari panjang rileksnya. Kemudian kereta dipercepat secara horizontal dengan percepatan sebesar 𝑎 =3g/4 dengan 𝑔 percepatan gravitasi, sehingga sistem pegas tersebut menjadi miring dan simpangannya bertambah besar. Besar simpangan pegas baru jika diasumsikan massa tidak bergerak terhadap kereta adalah …cm.

Penyelesaian:

Untuk menyelesaikan soal ini terlebih dulu kita gambarkan sistem pegasnya,

Perhatihan gambar (b). Terlihat pegas menyimpang sebesar y₀ = 4 cm. Karena sistem dalam arah sumbu y diam maka dapat dituliskan,

ky₀ – mg = 0
y₀ = mg/k ………………………. (1)

Perhatikan gambar (c). Pegas menyimpang sebesar y dan membetuk sudut 𝜃. Pada arah sumbu y sistem diam, sehingga,

kycos𝜃 – mg = 0
cos𝜃= mg/ky ……………….. (2)

Pada arah sumbu x, benda sistem dipercepat dengan percepatan a = 3g/4. Olehnya itu dapat dituliskan,

ky sin𝜃 = ma = 3mg/4
sin 𝜃 =3mg/4ky ……………………………. (3)

dari persamaan 1 dan 2 diperoleh,

cos𝜃= mg/ky = (mg/k)/y = y₀/y ………………………. (4)

dari persamaan 1 dan 3 diperoleh,

sin 𝜃 =(mg/k)3/4y = 3y₀/4y ………………………. (5)

Dengan menggunakan persamaan identitas trigonometri dan persamaan 4 dan 5, akan peroleh,

cos² 𝜃 + sin² 𝜃 = 1
(y₀/y)² + (3y₀/4y)² = 1
y₀²/y² + (9y₀²/16y² = 1
(25/16) y₀² = y²

Karna y0 = 4cm maka kita peroleh,

y² = (25/16) (4)² = 25
y = 5 cm

Jawaban: 5,0 cm

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 2

Dua bola identik dilepaskan dari ketinggian yang sama namun bola pertama diberikan kecepatan horizontal awal sebesar 𝑣 sedangkan bola kedua tidak. Diketahui bahwa bola pertama mengenai batu setinggi 5 𝑚 yang berada pada jarak 𝑑 dari titik awal, sedangkan bola kedua terdengar mengenai tanah beberapa saat kemudian. Jika diketahui bahwa 𝑔𝑑²/𝑣² = 20 𝑚, maka ketinggian awal bola kedua adalah … m.

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan soal ini, gambarkan dulu driil keadaan berdasarkan soal.

Gerak bola 1 pada arah horizontal

Karena diketahui pada batu 1 berlaku: kecepatan arah vertikal nol, kecepatan arah horizontal adalah v, dan gerak arah horizontal adalah Gerak Lurus Beraturan (GLB) maka dapat kita tuliskan:

jangkauan horizontal (d) = kecepatan horizontal (v) x waktu tempuh (t)
d = v x t

atau, t = d/v. t adalah waktu untuk bola 1 mengenai batu.

Gerak bola 1 pada arah vertikal

Pada arah vertikal, berlaku Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dengan kecepatan awal arah vertikal nol. Maka dapat dituliskan:

y₁ = v_oyt + gt²/2 = 0 + gt²/2
y = gt²/2

Karena t = d/v maka akan kita peroleh,

y₁ = g/2 (d/v)²
2y₁ = gd²/v²

Dalam soal diketahui 𝑔𝑑²/𝑣² = 20 𝑚, sehingga dapat dituliskan:

2y₁ = 20
y₁ = 10 m

Dengan demikian, maka berdasarkan gambar akan diperoleh:

h = 5 m + y₁ = 5 m + 10 m = 15 m

Jadi kita tidak perlu menganalisis bola ke 2. Jawaban yang dicari sudah diperoleh.

Jawaban: 15 m

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 3

Dua bola diluncurkan dari permukaan tanah dengan kecepatan yang saling tegak lurus dengan laju masing-masingnya adalah 𝑣₁= 2 𝑚/𝑠 dan 𝑣₂ = 2√3 𝑚/𝑠, dan diketahui pula bahwa sudut peluncuran bola pertama terhadap tanah adalah 30°. Jika diketahui bahwa percepatan gravitasi adalah 10 𝑚/𝑠², maka lama waktu yang dibutuhkan hingga kecepatan kedua bola tegak lurus kembali adalah … 𝑠.

Penyelesaian:

Pertama-tama, buatkan gambar drillnya,

Untuk memudahkan menyelesaikan soal ini, kita dapat menggunakan analisis vektor. Dengan demikian maka dapat kita tuliskan.

Kecepatan bola 1.

v_1(t) = v₁cos30 i +(v₁sin 30 – gt) j
v_1(t) = 2 (√3/2) i +(2(1/2) – 10t) j = √3i +(1 – 10t)j

Kecepatan bola 2

v_2(t) = – v₂sin30 i +(v₂cos 30 – gt) j
v_2(t) = -2√3(1/2) i +(2√3 (√3/2) – 10t) j = -√3i +(3 – 10t)j

Karena kedua bola saling tegak lurus maka berlaku identitas,

v_1(t) .v_2(t) = 0
(√3i +(1 – 10t)j) . (-√3i +(3 – 10t)j) = 0
-3 + (1 – 10t)(3 – 10t) = 0
-3 + 3 – 10t -30t + 100t² = 0
100t² – 40t = 0

Sehingga kita akan peroleh t = 0 s dan t = 2/5 atau 0,4 s. Waktu t = 0 s merupakan waktu mula-mula ketika kecepatan kedua benda saling tegak lurus dan t = 0,4 s waktu berikutnya ketika kecepatan kedua benda saling tegak lurus.
Jawaban: 0,4 s

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 4

Suatu partikel sedang bergerak dalam lintasan parabola dalam pengaruh gravitasi dengan hambatan udara diabaikan. Apabila pada saat partikel memiliki besar komponen kecepatan vertikal 9 m/s dengan sudut kecepatan terhadap sumbu horizontal adalah 60^𝑜, maka besar komponen kecepatan arah vertikal pada saat sudut kecepatan terhadap sumbu horizontalnya 30^𝑜 adalah…m/s.

Penyelesaian:

KIta gambarkan driilnya

Dari gambar dapat dituliskan bahwa,

tan𝜃 = v_y/v_x atau v_x = v_y/tan𝜃

Karena pada arah horizontal kecepatan benda konstan maka dapat kita tuliskan,

v_y1/tan𝜃₁ =v_y2/tan𝜃₂
v_y2 = v_y1(tan𝜃₂/tan𝜃₁)

Karena v_y1 = 9 m/s, 𝜃₂ = 30⁰ dan 𝜃₁=60⁰, maka akan kita peroleh kecepatan arah vertikal (v_y2) pada saat sudut kecepatan terhadap sumbu horizontalnya 30^𝑜 yaitu,

v_y2 = 9 (tan30⁰/tan60⁰) = 9(√3/3)/√3 = 3 m/s

Jawaban: 3,0 m/s

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 5

Tinjaulah sebuah balok diam bermassa 10 kg. Kemudian balok tersebut didorong dengan gaya sebesar 200 N, tetapi balok tersebut tetap diam. Jika diketahui lantai kasar dengan koefisien gesek statis u_s, maka pada sistem tersebut gaya geseknya sama dengan …. N.

Penyelesaian:

Karena sistem dalam keadaan diam maka berlaku hukum I Newton, dimana jumlah gaya-gaya yang bekerja harus sama dengan nol. Diketahui bahwa gaya yang bekerja adalah gaya dorong dan gaya gesekan, sehingga gaya dorongnya sama besar dengan gaya gesekan yang bekerja. Dengan demikian maka gaya gesekan yang bekerja juga sebesar 200 N.

Jawaban: 200 N

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 6

Suatu partikel bergerak menuruni bidang miring licin dari ketinggian 𝑅 kemudian melewati suatu permukaan kasar datar dengan koefisien gesek kinetik 0,5 dengan panjang 𝐿. Diujung permukaan kasar terdapat lintasan setengah lingkaran licin berjejari 𝑅. Apabila partikel lepas kontak pada sudut 𝜃 dengan nilai cos 𝜃 = 1/3, maka perbandingan panjang permukaan kasar terhadap jejari lingkaran adalah …

Jawaban: 1,0

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 7

Sebuah balok bermassa 2 kg yang awalnya diam ditarik oleh gaya F sebesar 12 N dan membentuk sudut hingga bergerak seperti pada gambar dibawah ini.

Jika diketahui lantai kasar dengan koefisien gesek kinetis 0,2, maka nilai cot 𝜃 agar balok mencapai energi kinetik maksimum setelah bergerak sejauh 3 m adalah …

Jawaban: 5,0

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 8

Sebuah proyektil ditembakkan dari permukaan tanah ke udara dengan kecepatan awal tertentu dan sudut elevasi 𝜃 terhadap horisontal. Percepatan gravitasi g ke bawah. Hambatan udara dapat diabaikan. Jika tinggi maksimum proyektil sama dengan h, sedangkan jangkauan mendatar maksimum sama dengan R, maka terdapat hubungan

tan 𝜃 = nh/R

dengan nilai n sama dengan….

Jawaban: 4,0

Soal OSN Fisika Kabupaten 2024 Nomor 9

Mobil A berada 25 km di depan mobil B. Mula-mula mobil A bergerak maju meninggalkan mobil B dengan kecepatan awal 30 km/jam dan percepatan konstan 2 km/jam². Satu jam kemudian mobil B mulai bergerak menyusul mobil A dengan kecepatan awal 40 km/jam dan percepatan konstan 5 km/jam². Ketika mobil B tepat menyusul mobil A, kecepatan mobil B sama dengan…. km/jam.

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan soal ini, gambarkan dulu driil keadaan berdasarkan soal.

Posisi A’dan B’ adalah posisi pada saat mobil B tepat menyusul mobil A. Karena mobil A bergerak lebih awal selama 1 jam dari mobil B maka, kita perlu mencari terlebih dahulu jarak antara mobil A dan B setelah satu jam.

S_BA (setelah sejam) = 25 km + (V_A x t + at²/2)
= 25 km + (30 km/jam x 1 jam) + (2 km/jam² x (1 jam)²/2)
S_BA (setelah sejam) = 25 km + 31 km = 56 km

Jadi setelah sejam jarak antara mobil B dan A sejauh 56 km.

Dari gambar dapat kita tuliskan:

S_BA + S_AA’ = S_BB’

Dimana:

S_BB’ = v_B x t + (1/2) a_B x t²
S_AA’ = v_A0 t + (1/2) a_A x t²/2
V_A0 = kecepatan mobil A setelah sejam = v_A + a_A x t = 30 km/jam + (2 km/jam² x 1 jam) = 32 km/jam

Sehingga, S_AA’ = 32 t + (1/2) a_A x t²

Maka akan kita peroleh,

S_BA + S_AA’ = S_BB’

56 + v_A0 t + (1/2) a_A x t²/2 = v_B x t + (1/2) a_B x t²
56 + 32t + t² = 40t + 2,5t²
1,5t² + 8t – 56 = 0

Dengan menggunakan rumus ABC kita akan peroleh,

t₁ = 4 jam atau t₂ = -28/3 jam

Waktu yang memenuhi adalah t = 4 jam. Jadi mobil B membutuhkan waktu 4 jam untuk menyusul mobil A, yang bergerak 1 jam lebih awal. Selanjutnya kita cari kecepatan mobil B pada saat menyusul A, telah diketahui:

Kecepatan awal mobil B = 40 km/jam
Percepatan mobil B = 5 km/jam² (setiap jam bertambah kecepatannya sebesar 5 km/jam, karena bergerak selama 4 jam maka pertambahan kecepatan mobil B adalah 20 km/jam)

Sehingga,

V_(Bt=4jam) = V_0B + a_B x t = 40 km/jam + 5 km/jam² x 4 jam
V_(Bt=4jam) = 60 km/jam

Jawaban: 60,0

2. Fluida

• Tekanan dan hukum Pascal.
• Prinsip Archimedes dan gaya apung.

3. Getaran dan Gelombang

• Sifat gelombang mekanik dan bunyi.
• Interferensi dan difraksi cahaya.

Suatu bandul matematis dengan massa 𝑚 dan panjang 𝑙 digantungkan di atap sebuah kereta yang berada pada rel dengan kemiringan 60° terhadap horizontal. Saat kereta diam terhadap tanah karena direm, perioda bandul adalah 𝑇, namun saat rem dilepaskan dan kereta meluncur, perioda bandul berubah menjadi 𝑇′. Jika massa kereta jauh lebih besar daripada massa bandul, maka perbandingan 𝑇′/𝑇 adalah…

Jawaban: 1,4

4. Listrik dan Magnet

• Muatan listrik dan hukum Coulomb.
• Rangkaian listrik sederhana.

5. Termodinamika

• Kalor dan perubahan wujud zat.
• Hukum pertama dan kedua termodinamika.

6. Fisika Modern

• Efek fotolistrik dan teori kuantum.
• Radioaktivitas dan inti atom.

Nanti dilanjutkan lagi….