Getaran dan Gelombang kelas 8

Athifiyah Club Wirojayan asri blok 4 no 47 Probolinggo. 0335-437764

Pengertian gelombang

Pengertian Gelombang

Gelombang adalah suatu usikan yang merambat, yang membawa energi dari satu tempat ke tempat lainnya. Pada gelombang hanya usikan (atau gelombang) yang merambat (bergerak) sedang mediumnya tidak.

Jenis-jenis gelombang

1. Berdasarkan ada tidaknya medium :

a. gelombang mekanik : gelombang yang tidak memerlukan medium

Contoh : gelombang air, tali, bunyi

b. gelombang elektromagnet : gelombang yang tidak memerlukan medium

Contoh : cahaya, gelombang radio dan TV, sinar X

2. Berdasarkan arah rambatannya :

a. Gelombang transversal : gelombang yang arah rambatnya tegak lurus arah getarnya.

Contoh : gelombang air, tali, cahaya

b. Gelombang longitudial : gelombang yang arah rambatnya sejajar arah getarannya. Contoh : bunyi

Mengamati Bentuk Gelombang

1. Gelombang Transversal

2. Gelombang longitudinal

Panjang gelombang diddefinisikan sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan (jarak AC) atau jarak antara dua regangan yang berdekatan (jaran BD)

Periode, frekuensi dan Cepat Rambat Gelombang

Perode gelombang adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu kali gelombang.

Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap sekon.

Hubungan periode dan frekuensi

f = frekuensi (Hertz atau Hz)

T = periode (sekon atau s)

Cepat rambat gelombang

Cepat rambat gelombang didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh gelombang dalam suatu selang waktu tertentu.

v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

T = periode (s)

f = frekuensi (Hz)

Contoh soal :

Perhatikan gambar berikut

Jika dalam waktu 1,2 s terjadi gelombang transversal seperti gambar. Tentukan :

a. Panjang gelombang

b. Periode gelombang

c. Cepat rambat gelombang

Penyelesaian :

Diketahui :

l = 10 m

t = 1,2 s

a. Panjang gelombang

    Satu bukit gelombang sama dengan setengah gelombang.

    Jadi, l = ½ λ

    λ= 2 l = 2. 10 = 20 cm

b. Periode gelombang
     Selama 1,2 sekon  terjadi 1,5 gelombang (n = 1,5)

c. Cepat rambat gelombang

Kaitan Gelombang dengan Peristiwa Alam dan Pemanfaatannya

1. Peristiwa kilat dan guntur

Kilat mengalirkan gelombang listrik dengan kekuatan antara 10.000 hingga 40.000 ampere. Gelombang ini dialirkan ke bumi hanya melalui saluran udara sempit, tetapi bisa mencapi 30000 ⁰C, atau lima kali lipat lebih panas dari suhu di permukaan matahari.

2. Gelombang laut

Gelombang laut dapat dimanfaatkan karena gelombang laut menyimpan energi. Salah satu tekniknya adalah menggunakan rakit Cookerell, yang berbentuk untaian rakit-rakit yang saling berhubungan dengan engsel-engsel. Sistem ini bergerak naik turun mengikuti gelombang laut. Gerakan relatif rakit-rakit menggerakan pompa listrik yang berada di antara dua rakit.

3. Gelombang seismik

Gelombang seismik dihasilkan dari gempa bumi

4. Radiasi gelombang elektromagnetik

Misalnya radiasi yang dipancarkan oleh sinar matahari. Radiasi ini telah dimanfaatkan dalam panel surya maupun dalam sel surya. Radiasi gelombang elektromagnetik yang dikenal sebagai gelombang mikro (microwaves) dimanfaatkan untuk memasak makanan pada kompor microwave.

5. Gelombang bunyi

Misalnya dalam bentuk gelombang ultrasonik yang digunakan pada peralatan USG (ultrasonografi), untuk memeriksa kanker hati atau janin. Gelombang ultrasonik juga dimanfaatkan untuk mengetahui kedalaman laut atau mengetahui lokasi kawanan ikan.

Soal No. 1
Dari gambar diatas, sebuah benda diikat tali panjang berayun harmonis hingga membentuk suatu getaran. Lintasan A ke B ditempuh benda dalam waktu 1 detik, tentukan:
a) letak titik seimbang
b) letak titik-titik saat benda berada pada simpangan terjauh
c) besar amplitudo getaran
d) nilai periode getaran
e) nilai frekuensi getaran
f) banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 menit
g) jumlah getaran yang terjadi saat benda bergerak sepanjang lintasan:
i) A-B
ii) A-B-C-B-A
iii) A-B-C-B-A-B

Pembahasan
a) titik seimbang
Titik B

b) titik-titik saat benda berada pada simpangan terjauh
Titik A dan C

c) amplitudo getaran
A = 15 cm

d) periode getaran
Waktu untuk membentuk 1 buah getaran yaitu dari A hingga kembali ke titik A,
T = 4 sekon

e) frekuensi getaran
Frekuensi getaran adalah kebalikan dari periode getar
f = 1/ T
f = 1/4 = 0,25 Hz

f) banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 menit = 60 detik
Mencari banyak getaran
n = t x f
n = 60 x 0,25
n = 15 getaran

g) banyak getaran yang terjadi saat benda bergerak sepanjang lintasan:
i) A-B adalah 1/4 getaran
ii) A-B-C-B-A adalah 4/4 atau 1 getaran
iii) A-B-C-B-A-B adalah 5/4 atau 1,25 getaran


Soal No. 2
Dalam dua menit terjadi 960 getaran pada suatu partikel. Tentukan:
a) periode getaran
b) frekuensi getaran

Pembahasan
Data:
Jumlah getaran n = 960
waktu getar t = dua menit = 120 sekon

a) periode getaran
T = t /n
T = 120 / 960 sekon
T = 0,125 sekon

b) frekuensi getaran
f = n/t
f = 960 / 120
f = 8 Hz

Soal No. 3
Periode suatu getaran adalah 1/2 detik. Tentukan:
a) frekuensi getaran
b) jumlah getaran dalam 5 menit

Pembahasan
Data:
T = 1/2 sekon
t = 5 menit = 5 x 60 = 300 sekon
a) frekuensi getaran
f = 1/T
f = 1/(0,5)
f = 2 Hz

b) jumlah getaran dalam 5 menit = 300 sekon
n = t x f
n = 300 x 4 2
n = 1200 600 getaran

Soal No. 4
Frekuensi suatu getaran adalah 5 Hz. Tentukan:
a) periode getaran
b) banyak getaran yang terjadi dalam 2 menit

Pembahasan
a) T = 1/f
T = 1/5
T = 0,2 sekon

b) n = t x f
n = 120 x 5
n = 600 getaran

Soal No. 5
Perhatikan gambar berikut

Tentukan:
a) berapa jumlah gelombang pada gambar di atas
b) amplitudo gelombang
c) periode gelombang
d) panjang gelombang
e) cepat rambat gelombang
f) jumlah gelombang dalam 2 menit

Pembahasan
a) jumlah gelombang pada gambar di atas
n = 1,5 gelombang

b) amplitudo gelombang
A = 2 cm = 0,02 m

c) periode gelombang
T = 1,50 sekon

d) panjang gelombang
λ = 24 cm (dari A hingga C)

e) cepat rambat gelombang
ν = λ / T
ν = 24 / 1,50
ν = 16 m/s

f) jumlah gelombang dalam 2 menit t = 2 menit = 120 sekon
n = t / T
n = 120 / 1,50
n = 80 gelombang

Soal No. 6
Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s. Jika frekuensi gelombang adalah 50 Hz, tentukan panjang gelombangnya!

Pembahasan
Data:
ν = 340 m/s
f = 50 Hz
λ = ...........

λ = ν / f
λ = 340 / 50
λ = 6,8 meter

Soal No. 7
Periode suatu gelombang adalah 0,02 s dengan panjang gelombang sebesar 25 meter. Hitunglah cepat rambat gelombangnya!

Pembahasan
Data soal:
Periode T = 0,02 s
Panjang gelombang λ = 25 m
Cepat rambat ν =.........

λ = T ν
ν = λ / T
ν = 25 / 0,02
ν = 1250 m/s

Soal No. 8
Perhatikan gambar berikut!

Tentukan frekuensi gelombang jika cepat rambatnya adalah 400 m/s

Pembahasan
Data
ν = 400 m/s
dari gambar:
panjang gelombang λ = 4 m

f = ν / λ
f = 400 / 4
f = 100 Hz

Soal No. 9
Bandul ayunan sesuai gambar bergerak dari A ke C. memerlukan waktu 1/40 detik.




Periode ayunan ini adalah....detik
A. 1/10
B. 1/20
C. 1/80
D. 1/60
(Soal Ebtanas 1999)

Pembahasan
Periode ayunan pada gambar di atas adalah waktu yang diperlukan dari A ke C ditambah waktu dari C ke A. Sehingga:
T = 1/40 + 1/40
T = 2/40
T = 1/20 detik

Soal No. 10
Bandul bola besi berayun dari A - B - C selama 0,6 sekon.



Jarak A - C = 15 cm. Tentukan:
a) periode ayunan
b) frekuensi ayunan
c) amplitudo ayunan
d) berapa periode ayunan jika A - C = 20 cm

Pembahasan
a) periode ayunan
Periode ayunan adalah waktu yang diperlukan bandul besi dari titik A kembali lagi ke A (A - B - C - B - A) yaitu dua kali waktu dari A - C. Jadi periodenya:
T = 2 × 0,6 = 1,2 sekon

b) frekuensi ayunan
frekuensi ayunan jika periodenya telah diketahui gunakan saja:
f = 1/T
f = 1/1,2
f = 0,83 Hz

c) amplitudo ayunan
Amplitudo atau simpangan ayunan paling jauh:
A = jarak A-C dibagi 2
A = 15 : 2 = 7,5 cm

d) Periode ayunan tetap T = 1,2 sekon, asalkan panjang tali pengikat bandul tidak diubah.

Soal No. 11
Suatu sumbu getar memancarkan gelombang dengan cepat rambat 340 ms–1, jika frekuensi gelombang tersebut 85 Hz, maka panjang gelombang tersebut adalah ...
A. 1/4 meter
A. 4 meter
B. 255 meter
C. 425 meter
(Soal Ebtanas 1998)

Pembahasan
Data dari soal adalah
v = 340 m/s
f = 85 Hz
λ = .....



λ = 340 / 85
λ = 4 meter

Soal No. 12
Jika bandul C diayun, maka bandul yang turut berayun adalah....



A. A dan E
B. B dan D
C. A dan B
D. D dan E
(Soal Ebtanas 1998)

Pembahasan
Bandul yang ikut berayun adalah bandul yang memiliki panjang tali sama dengan C, yaitu bandul A dan E

Suhu dan Kalor Kelas 7 SMP

Athifiyah Club blok 4 no 47 Probolinggo

Hp 085258829547

1 Agustus 2015

1. Hubungan antara skala C, R, F dan K

C : R : F - 32 : K – 273

100 : 80 : 180 : 100

2. Keuntungan air raksa sebagai pengisi termometer

a. mudah dilihat karena mengkilat

b. volumenya berubah secara teratur

c. tidak membasahi kaca

d. jangkauan lebar (-40⁰C s/d 350⁰C)

Kelemahan air raksa sebagai pengisi termometer

a. mahal

b. tidak dapat mengukur suhu yang sangat rendah

c. zat berbahaya

3. Keuntungan alkohol sebagai pengisi termometer

a. lebih murah

b. lebih teliti

c. dapat mengukur suhu yang sangat rendah

Kelemahan  alkohol sebagai pengisi termometer

a. titik didih rendah (78⁰C)

b. tidak berwarna

c. membasahi kaca

4. Termometer klinis : untuk mengukur suhu manusia (35⁰C – 42⁰C)

Pirometer digunakan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi, dengan mengukur radiasi yang dipancarkan oleh benda.

5. Pemuaian zat padat

Alat untuk mengetahui pemuaian zat padat : Musschenbroek

a. Muai panjang

Δl = L₀a Δt

L_t = L₀(1 + α Δt)

Δl = pertambahan panjang

L0, L_t = panjang mula-mula, akhir

α = koefisien muai panjang ( /0C atau /K)

Δt = kenaikan suhu

b. Muai luas

ΔA = A₀ b Δt

A_t = A₀(1 + β Δt)

β = 2α

= koefisien muai luas

c. Muai volume

ΔV = V₀ γ Δt

Vt = V₀(1 + γ β Δt)

γ = 3α

= koefisien muai ruang

Hubungan α, β dan γ

β = 2α, γ = 3α

6. Pemuaian zat cair

Pada kenaikan suhu yang sama, muai volume zat cair lebih besar daripada zat padat.

Misalnya teko yang berisi air hampir penuh, akan tumpah ketika mendidih.

7. Pemuaian gas

Misalnya, balon akan meletus saat terkena terik matahari. Pemuaian gas diselidiki dengan alat dilatometer.

Untuk semua jenis gas, berlaku : γ = 1/273

8. Bimetal adalah dua keping logam, yang berbeda koefisien muai panjangnya dan dikeling menjadi satu. Jika dipanaskan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih kecil dan sebaliknya.

9. Anomali air adalah keanehan air pada suhu 4⁰C mengalami volume mengecil sedangkan massa jenisnya membesar.

10. Pengaruh kalor (Q) terhadap perubahan suhu (Δt)

Q = m c Δt atau Q = C Δt

Q = kalor (J)

c = kalor jenis (J/kg⁰C)

C = kapsitas kalor (J/⁰C)

Δt = kenaikan suhu (⁰C)

c_air = 1 kal/g⁰C = 4200 J/ kg0C

11. Pengaruh kalor (Q) terhadap perubahan wujud zat

Melebur dan membeku :

Q = m L

L = kalor lebur (J/kg)

Melebur dan membeku :

Q = m U

L = kalor uap (J/kg)

Kalor lebur dan kalor uap ini disebut kalor laten (untuk merubah wujud/suhu tetap).

12. Perubahan kalor

a. membutuhkan kalor : melebur, menguap, menyublim

b. melepaskan kalor : membeku, mengembun, mengkristal/deposisi

13. Faktor-faktor yang mempercepat penguapan :

a. memanaskan

b. memperluas permukaan

c. meniupkan udara di atas permukaan

d. menyemburkan zat cair

e. mengurangi tekanan pada permukaan

14. Kenaikan tekanan akan meningkatkan titik didih dan sebaliknya

Misalnya : air di daerah pegunungan (tekanan rendah) akan mendidih < 100⁰C.

Kenaikan tekanan akan menurunkan titik leburnya dan sebaliknya

Ketidakmurnian zat meningkatkan titik didih

Ketidakmurnian zat menurunkan titik leburnya.

Dimanfaatkan dalam pembuatan es krim.

15. Hubungan peralatan listrik dengan kalor yang dihasilkan

P x t = m x c x Δt

P = daya alat (W)

t = waktu (s)

Δt = kenaikan suhu (⁰C)

16. Azas Black

Q lepas = Q terima

Perpindahan Kalor

1. Secara alami, kalor berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Ada 3 perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.

2. Konduksi (hantaran ) : perpindahan kalor melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat itu.

Misalnya : ujung besi yang dipanaskan maka ujung yang lain menjadi panas.

3. Konveksi (aliran) : perpindahan kalor melalui zat disertai perpindahan partikel-partikel zat itu. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis.

Misalnya : pergerakan air saat direbus, sistem ventilasi udara, terjadinya angin darat dan angin laut

4. Radiasi (pancaran) : perpindahan kalor tanpa zat perantara (medium)

Misalnya : pancaran sinar matahari sampai ke bumi.

Permukaan yang hitam dan kusam adalah penyerap kalor radiasi yang baik sekaligus pemancar kalor yang baik.

Permukaan yang putih dan berkilap adalah penyerap kalor radiasi yang buruk sekaligus pemancar kalor yang buruk.

Termoskop adalah alat yang digunakan untuk mengetahui adanya pancaran kalor.

5. Termos dapat menghambat kalor dari air panas keluar

a. lapisan dinding dalam berupa perak mengkilat, berfungsi memantulkan radiasi klaor kembali ke dalam termos

b. dinding terbuat dari kaca (konduktor jelek)

c. adanya ruang vakum (menghambat perpindahan kalor secara konduksi dan konveksi)

d. tutup terbuat dari gabus (bahan isolator)

Contoh Soal Kalor 

Soal No. 1
Air bermassa 100 gram berada pada suhu 20° C dipanasi hingga suhu 80° C. Jika kalor jenis air adalah 1 kal/gr ° C tentukan jumlah kalor yang diperlukan, nyatakan dalam satuan kalori!

Pembahasan
Data soal:
m = 100 gram
c = 1 kal/gr°C
T1 = 20°C
T2 = 80°C

Kalor yang diperlukan:
Q = m x c x Δ T
Q = 100 x 1 x (80−20)
Q = 100 x 60
Q = 6000 kalori

Soal No. 2
Air bermassa 100 gram berada pada suhu 20° C dipanasi hingga mendidih. Jika kalor jenis air adalah 4200 J/kg ° C tentukan jumlah kalor yang diperlukan, nyatakan dalam satuan joule!

Pembahasan
m = 100 gram = 0,1 kg
c = 4200 J/kg °C
T1 = 20°C
T2 = 100°C

Kalor yang diperlukan:
Q = m x c x Δ T
Q = 0,1 x 4200 x (100−20)
Q = 420 x 80
Q = 33600 joule

Soal No. 3
Es massa 200 gram bersuhu − 5°C dipanasi hingga suhunya menjadi − 1° C, jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/gr ° C. Tentukan berapa kalori kalor yang diperlukan dalam proses tersebut!

Pembahasan
m = 200 gram
c = 0,5 kal/gr°C
T1 = −5°C
T2 = −1°C

Kalor yang diperlukan:
Q = m x c x Δ T
Q = 200 x 0,5 x [−1−(−5)]
Q = 100 x 4
Q = 400 kalori

Soal No. 4
Es bermassa 150 gram berada pada suhu 0°C dipanasi hingga seluruhnya melebur menjadi air yang bersuhu 0 °C. Tentukan jumlah kalor yang diperlukan untuk proses tersebut! (Kalor lebur es = 80 kal/g)

Pembahasan
Data soal:
m = 150 gram
L = 80 kal/gr

Kalor untuk melebur seluruh es:
Q = m x L
Q = 150 x 80
Q = 12000 kalori

Soal No. 5
Es bermassa 250 gram bersuhu − 5° C dipanasi hingga melebur menjadi air bersuhu 0°C. Jika kalor jenis es 0,5 kal/gr°C, dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan kalor yang diperlukan untuk proses tersebut!

Pembahasan
Data soal:
m = 250 gram
ces = 0,5 kal/gr°C
Les = 80 kal/gram

Proses 1, menaikkan suhu es, kalor yang diperlukan:
Q1 = m x c x ΔT
Q1 = 250 x 0,5 x 5
Q1 = 625 kalori kalori

Proses 2, meleburkan seluruh es, kalor yang diperlukan:
Q2 = m x L = 250 x 80 = 20000 kalori

Jumlah kalor seluruhnya yaitu Q1 + Q2
Q = 625 + 20000
Q = 20625 kalori

Soal No. 6
Es bermassa 200 gram bersuhu − 5° C dipanasi hingga melebur menjadi air bersuhu 100°C. Jika kalor jenis es 0,5 kal/gr°C, kalor jenis air adalah 1 kal/gr°C dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan jumlah kalor yang diperlukan untuk proses tersebut!

Pembahasan
Data soal:
mes = mair = 200 gram
ces = 0,5 kal/gr°C
cair = 1 kal/gr°C
Les = 80 kal/gram

Proses 1, menaikkan suhu es, kalor yang diperlukan:
Q1 = m x c x ΔT
Q1 = 200 x 0,5 x 5
Q1 = 500 kalori

Proses 2, meleburkan seluruh es, kalor yang diperlukan:
Q2 = m x L = 200 x 80 = 16000 kalori

Proses 3, menaikkan suhu air dari 0 hingga 100
Q3 = m x c x ΔT
Q3 = 200 x 1 x 100
Q3 = 20000

Keseluruhan jumlah kalor yang diperlukan adalah jumlah dari Q1, Q2 dan Q3:
Q = 500 + 16000 + 20000
Q = 36500 kalori

(thanks to Faris,...)

Soal No. 7
Air bersuhu 20°C dengan massa 200 gram dicampur dengan air bersuhu 90°C bermassa 300 gram. Tentukan suhu akhir campuran!

Pembahasan
Data soal:
m1 = 200 gram
m2 = 300 gram
c1 = c2 = 1 kal/gr°C
ΔT1 = t − 20
ΔT2 = 90 − t

Asas pertukaan kalor/asas black
Qlepas = Qterima
m2 x c2 x ΔT2 = m1 x c1 x ΔT1
300 x 1 x (90 − t) = 200 x 1 x (t − 20)
27000 − 300t = 200t − 4000
27000 + 4000 = 300t + 200t
31000 = 500t
t = 31000 / 500
t = 62°C

Soal No. 8
Sepotong logam dengan kalor jenis 0,2 kal/gr°C bermassa 100 gram bersuhu 30°C dimasukkan pada bejana berisi air yang bersuhu 90°C bermassa 200 gram. Jika kalor jenis air adalah 1 kal/gr°C dan pengaruh bejana diabaikan tentukan suhu akhir logam!

Pembahasan
Data soal:
m1 = 100 gram
m2 = 200 gram
c1 = 0,2 kal/gr°
c2 = 1 kal/gr°C
ΔT1 = t − 30
ΔT2 = 90 − t

Asas pertukaan kalor/asas black
Qlepas = Qterima
m2 x c2 x ΔT2 = m1 x c1 x ΔT1
200 x 1 x (90 − t) = 100 x 0,2 x (t − 30)
18000 − 200t = 20 t − 600
18000 + 600 = 200t + 20t
18600 = 220t
t = 18600 / 220
t = 84,5 °C

Soal No. 9
Peristiwa-peristiwa berikut berkaitan dengan proses perpindahan kalor:
1) besi yang dibakar salah satu ujungnya, beberapa saat kemudian ujung yang lain terasa panas.
2) terjadinya angin darat dan angin laut
3) sinar matahari sampai ke bumi
4) api unggun pada jarak 3 meter terasa panas
5) asap sisa pembakaran bergerak melalui cerobong dapur
6) air yang direbus, bagian bawah mengalir ke atas.
7) gelas kaca diisi air panas, bagin luar gelas ikut terasa panas.
8) pakaian yang lembab disetrika menjadi kering
Pilahkan peristiwa-peristiwa di atas berdasarkan kaitannya dengan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi!

Pembahasan
1) besi yang dibakar salah satu ujungnya, beberapa saat kemudian ujung yang lain terasa panas → konduksi
2) terjadinya angin darat dan angin laut→ konveksi
3) sinar matahari sampai ke bumi → radiasi
4) api unggun pada jarak 3 meter terasa panas → radiasi
5) asap sisa pembakaran bergerak melalui cerobong dapur → konveksi
6) air yang direbus, bagian bawah mengalir ke atas → konveksi
7) gelas kaca diisi air panas, bagin luar gelas ikut terasa panas→ konduksi
8) pakaian yang lembab disetrika menjadi kering→ konduksi

Soal No. 10
Perhatikan grafik berikut:



Air bermassa 500 gram mengalami penurunan suhu dari D menjadi C. Jika kalor jenis air 4200 J/kg°C, tentukan jumlah kalor yang dilepaskan oleh air, nyatakan dalam satuan kilojoule!

Pembahasan
Q = m x c x Δ T
Q = 0,5 x 4200 x 50
Q = 105000 joule
Q = 105 kJ

Soal pembahasan lensa cermin kelas 8

                                                                    Athifiyah Club blok 4 no 47 Probolinggo
085258829547

Lensa Cembung dan Lensa Cekung

Soal No. 1
Suatu benda diletakkan di depan sebuah lensa cembung yang memiliki jarak titik fokus 8 cm. Tentukan jarak benda dari lensa jika diinginkan:
a) bayangan yang terbentuk terletak 16 cm di belakang lensa
b) bayangan yang terbentuk terletak 16 cm di depan lensa

Pembahasan
Data:
f = 8 cm
S =....

a) untuk bayangan yang terbentuk terletak 16 cm di belakang lensa, artinya bayangannya bersifat nyata, sehingga tanda untuk s ' adalah positif.
s ' = 16 cm
s =.....

Dengan rumus lensa diperoleh jarak bendanya



b) untuk bayangan yang terbentuk terletak 16 cm di depan lensa, artinya bayangannya bersifat maya, sehingga tanda untuk s ' adalah negatif
s ' = − 16 cm
Dengan rumus lensa diperoleh jarak bendanya

Caution!!!Ketentuan di atas jangan diterapkan pada CERMIN karena akan berbeda tanda depan belakangnya dengan lensa. Perhatikan ketentuan berikut:


Soal No. 2
Untuk mendapatkan bayangan yang terletak pada jarak 15 cm di belakang lensa positip yang jarak titik apinya 7,5 cm maka benda harus diletakkan di depan lensa tersebut pada jarak...
A. 2,5 cm
B. 7,5 cm
C. 15 cm
D. 22,5 cm
E. 30,0 cm
(Ebtanas 1988)

Pembahasan
Data:
f = 7,5 cm
s ' = 15 cm
s = .....

Seperti nomor 1 juga:



Soal No. 3
Sebuah benda berada 36 cm dari sebuah lensa cembung. Sebuah layar ditempatkan di belakang lensa cembung yang jarak fokusnya 9 cm. Bayangan yang dihasilkan nyata dan tepat pada layar. Tentukan jarak antara lensa dengan layar!

Pembahasan
Data:
s = 36 cm
f = 9 cm
Jarak antara lensa dengan layar artinya mencari jarak bayangan atau s '.
s' =.....

Soal No. 4
Suatu bayangan terbentuk pada jarak 1 meter di belakang lensa yang berkekuatan 5 dioptri. Letak bendanya terhadap lensa tersebut adalah...
A. 0,25 meter
B. 0,30 meter
C. 0,35 meter
D. 0,40 meter
E. 0,45 meter
(Ebtanas 1992)

Pembahasan
Data:
s' = 1 m = 100 cm
P = 5 dioptri
s =.....

Fokus lensa diperoleh dari kuat lensanya:
f = 1/P
f = 1/5 meter = 20 cm

Jarak benda dari lensa dengan demikian adalah

Soal No. 5
Sebuah benda dengan tinggi 0,12 m berada pada jarak 60 cm dari lensa cembung dengan jarak fokus 40 cm. Tinggi bayangan benda adalah....
A. 2 cm
B. 6 cm
C. 12 cm
D. 24 cm
E. 36 cm
(umptn 2000)

Pembahasan
Data:
h = 0,12 m = 12 cm
s = 60 cm
f = 40 cm
h' =.....

Tentukan jarak bayangan terlebih dahulu, baru bisa mencari tinggi bayangan:



Soal No. 6
Di depan sebuah lensa diletakkan benda pada jarak 25 cm, bayangan yang terbentuk bersifat maya sejauh 50 cm dari lensa. Tentukan besar kuat lensa tadi!

Pembahasan
Data:
s = 12 cm
s ' = − 18 cm (diberi tanda minus karena maya)
P =.....

Menentukan jarak fokus, nyatakan satuan dalam meter, lanjutkan dengan menentukan kuat lensa



Atau dengan cara seperti ini,


Soal No. 7
Di depan sebuah lensa diletakkan benda pada jarak 25 cm, bayangan terbentuk dengan posisi terbalik sejauh 50 cm dari lensa. Tentukan besar kuat lensa tadi!

Pembahasan
Data:
s = 25 cm
s ' = 50 cm (positif karena terbalik, kalau terbalik itu bersifat nyata)
P =.....

Menentukan jarak fokus, nyatakan satuan dalam meter, lanjutkan dengan menentukan kuat lensa



Atau dengan cara seperti ini,



Soal No. 8
Dua buah lensa positif masing-masing memiliki fokus 3 cm dan 6 cm diletakkan sejauh 20 cm. Sebuah benda diletakkan sejauh 4 cm di depan lensa pertama.



Dengan pembiasan cahaya terjadi lebih dahulu pada lensa pertama, tentukan berturut-turut:
a) Letak bayangan yang dibentuk oleh lensa pertama.
b) Letak bayangan yang dibentuk oleh lensa kedua.
c) Perbesaran oleh lensa pertama
d) Perbesaran oleh lensa kedua
e) Perbesaran total

Pembahasan
a) Letak bayangan yang dibentuk oleh lensa pertama.
s = 4 cm
f = 3
s ' =....



Letak bayangan adalah 12 cm di belakang lensa pertama.

b) Letak bayangan yang dibentuk oleh lensa kedua. Bayangan yang dibentuk oleh lensa pertama, menjadi benda untuk lensa kedua.



Letak benda untuk lensa kedua adalah 20 cm dikurangi 12 cm = 8 cm. Letak bayangan dengan demikian adalah

s' bertanda positif jadi posisinya 24 cm di belakang lensa kedua. c, d dan e buat PR di rumah,..

Soal No. 9
Sebuah lensa membentuk bayangan maya dan diperbesar 3 kali dari benda yang diletakkan di depannya. Jika jarak benda adalah 12 cm, tentukan:
a) jarak titik fokus lensa
b) jari-jari kelengkungan lensa
c) kuat lensa dan jenisnya

Pembahasan
Data:
s = 12 cm
M = 3 kali
s ' = −3 s = −3(12) = − 36 cm (Tanda negatif karena bayangannya maya, 3s karena tiga kali perbesarannya)

a) jarak titik fokus lensa



b) jari-jari kelengkungan lensa
Jari-jari kelengkungan lensa sebesar adalah
R = 2f
R = 2(18) = 36 cm

c) kuat lensa dan jenisnya

P = 100/f
P = 100/18 = 5,56 dioptri

Jenis lensa cembung atau lensa positif

Soal No. 10
Sebuah lensa membentuk bayangan nyata dan diperbesar 3 kali dari benda yang diletakkan di depannya. Jika jarak benda adalah 12 cm, tentukan jarak titik fokus lensa tersebut

Pembahasan
Data:
s = 12 cm
M = 3 kali
s ' = + 3 s = 3(12) = + 36 cm (Tanda positif karena bayangannya nyata, 3s karena tiga kali perbesarannya)

Jarak titik fokus lensa


Soal No. 11
Sebuah benda berada 36 cm dari sebuah layar. Antara benda dan layar ditempatkan lensa cembung yang jarak fokusnya 8 cm. Bayangan yang dihasilkan nyata dan tepat pada layar. Berapa jarak lensa dari layar…
A. 9 cm atau 17 cm
B. 12 cm atau 24 cm
C. 16 cm atau 20 cm
D. 12 cm
E. 24 cm
(Ebtanas 1989)

12.Soal UN IPA Fisika SMP/MTs P-ZC-2013/2014 No.11
Jika seseorang memiliki cacat mata dengan titik dekat 50 cm, ingin membaca pada jarak baca normal (25 cm), orang tersebut harus menggunakan kacamata dengan kekuatan lensa….
A. ½ dioptri
B. ¾ dioptri
C. 1 ½ dioptri
D. 2 dioptri
Pembahasan
Orang itu menderita rabun dekat karena titik dekat matanya berjarak 50 cm. Titik dekat mata normal adalah 25 cm. Rabun dekat dinormalkan menggunakan kacamata berlensa cembung. Lensa cembung mempunyai panjang fokus positif. Walaupun dalam kenyataannya kacamata mempunyai jarak tertentu dengan mata tetapi diabaikan saja dalam perhitungan ini.
Diketahui :
Titik dekat penderita cacat mata = jarak bayangan (s’) = -50 cm
Bayangan harus berada di depan lensa cembung sehingga bisa dilihat. Karena bayangan berada di depan lensa cembung maka bayangan itu bersifat maya dan bertanda negatif.
Jarak baca normal = jarak benda (s) = 25 cm
Ditanya : Kekuatan lensa kacamata
Jawab :
Panjang fokus lensa (f) cembung :
1/f = 1/s + 1/s’
1/f = 1/25 – 1/50 = 2/50 – 1/50
1/f = 1/50
f = 50 cm
f = 0,5 meter = 5/10 meter = 1/2 meter
Panjang fokus lensa cembung bertanda positif karena bekas cahaya melewati titik fokus lensa cembung.

Kekuatan lensa (P) cembung kacamata :
P = 1 /f = 1 : f
P = 1 : 1/2
P = 1 x 2/1
P = 2/1
P = 2 dioptri
Kekuatan lensa cembung kacamata adalah 2 dioptri.
Kekuatan lensa cembung kacamata bertanda positif karena panjang fokus lensa cembung bertanda positif.

Jawaban yang benar adalah D.

13.Soal UN IPA Fisika SMP/MTs P-ZC-2013/2014 No.11
Seorang penderita hipermetropi dapat membaca buku pada jarak 125 cm. Agar dapat membaca pada jarak normal 25 cm, orang tersebut harus memakai kacamata dengan kuat lensa….
A. 3 1/5 dioptri
B. 2 ½ dioptri
C. 1 3/5 dioptri
D. 1 ¼ dioptri
Pembahasan
Orang itu menderita rabun dekat karena titik dekat matanya berjarak 125 cm. Titik dekat mata normal adalah 25 cm. Rabun dekat dinormalkan menggunakan kacamata berlensa cembung.
Diketahui :
Titik dekat penderita cacat mata = jarak bayangan (s’) = -125 cm
Bayangan harus berada di depan lensa cembung sehingga bisa dilihat. Karena bayangan berada di depan lensa cembung maka bayangan itu bersifat maya dan bertanda negatif.
Jarak baca normal = jarak benda (s) = 25 cm
Ditanya : Kekuatan lensa kacamata
Jawab :
Panjang fokus lensa (f) cembung :
1/f = 1/s + 1/s’
1/f = 1/25 – 1/125
1/f = 5/125 – 1/125
1/f = 4/125
f = 125/4
f = 31,25 cm
f = 0,3125 meter

Kekuatan lensa (P) cembung kacamata :
P = 1 /f
P = 1/0,3125
P = 3,2 dioptri
P = (3)(2/10) dioptri
P = (3)(1/5) dioptri
Kekuatan lensa cembung kacamata adalah 3,2 dioptri = 3 1/5 dioptri.

Jawaban yang benar adalah A.

14.Soal UN IPA Fisika SMP/MTs P-ZC-2013/2014 No.11
Seseorang dapat membaca dengan jelas pada jarak paling dekat 50 cm. Agar ia dapat membaca dengan jelas pada jarak 30 cm, kekuatan lensa kacamata yang diperlukan adalah….
A. 1/3 dioptri
B. 2/3 dioptri
C. ¾ dioptri
D. 4/3 dioptri
Pembahasan
Diketahui :
Titik dekat penderita cacat mata = jarak bayangan (s’) = -50 cm
Bayangan harus berada di depan lensa cembung sehingga bisa dilihat. Karena bayangan berada di depan lensa cembung maka bayangan itu bersifat maya dan bertanda negatif.
Jarak baca = jarak benda (s) = 30 cm
Ditanya : Kekuatan lensa kacamata
Jawab :
Panjang fokus lensa (f) cembung :
1/f = 1/s + 1/s’
1/f = 1/30 – 1/50 = 5/150 – 3/150
1/f = 2/150
f = 150/2
f = 75 cm
f = 0,75 meter = 75/100 meter = 3/4 meter

Kekuatan lensa (P) cembung kacamata :
P = 1 /f = 1 : f
P = 1 : 3/4
P = 1 x 4/3
P = 4/3 dioptri
Kekuatan lensa cembung kacamata adalah 4/3 dioptri.

Jawaban yang benar adalah D.