10 Contoh Soal Essay Fisika (Lensa Cembung dan Cekung) Lengkap Jawaban dan Pembahasan

Berikut ini akan diberikan 10 Contoh Soal Essay Fisika (Lensa Cembung dan Cekung) Lengkap Jawaban dan Pembahasan. Tetapi sebelumnya terlebih dahulu akan dijelaskan mengenai pengertian lensa cembung dan lensa cekung. Lensa cembung biasa disebut dengan lensa konveks yang memiliki bentuk lebih tebal pada bagian tengah dibandingkan bagian pinggir atau tepi. Berkas cahaya yang jatuh di permukaan lensa cembung akan dibiaskan pada satu titik (mengumpulkan cahaya/konvergen).

Lensa cekung biasa disebut dengan lensa konkaf. Lensa cekung (konkaf) memiliki bentuk lebih tipis pada bagian tengah dibandingkan bagian pinggir atau tepi. Berkas cahaya yang jatuh di permukaan lensa cekung akan dibiaskan pada banyak titik (menghamburkan cahaya). Sifat lensa cekung yang mampu menghamburkan cahaya disebut dengan divergen. Lensa cekung mempunyai bentuk bagian yang melengkung ke dalam pada sisinya. Bentuk lensa cekung dibagi menjadi tiga, yaitu bikonkaf, plan konkaf, dan konveks konkaf.

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

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

3. Suatu bayangan terbentuk pada jarak 1 meter di belakang lensa yang berkekuatan 5 dioptri. Letak bendanya terhadap lensa tersebut adalah…
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

 

 

 

 

4. Sebuah benda dengan tinggi 0,12 m berada pada jarak 60 cm dari lensa cembung dengan jarak fokus 40 cm. Tinggi bayangan benda adalah….
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:

 

 

 

 

 

5. 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

 

 

 

 

 

 

6. Perhatikan data hasil percobaan penentuan jarak fokus dari lensa cembung berikut!

 

 

 

 

 

Pernyataan yang tepat berdasarkan data di atas adalah ….
A. Jarak fokus lensa R paling besar.
B. Jarak fokus lensa S paling kecil.
C. Jarak fokus lensa P lebih besar daripada lensa R.
D. Jarak fokus lensa R dan S sama.
Pembahasan:
Rumus mencari jarak fokus:

 

 

Rumus mencari jarak fokus lensa P:

 

 

 

 

 

 

Rumus mencari jarak fokus lensa Q:

 

 

 

 

 

 

 

Rumus mencari jarak fokus lensa R:

 

 

 

 

 

 

Rumus mencari jarak fokus lensa S:

 

 

 

 

 

 

Jadi, urutan panjang fokus lensa dari yang terkecil adalah Q, S, R, P. Jarak fokus lensa P lebih besar dari lensa Q. Jawaban: C

7. Lensa cekung dengan kekuatan 10 dioptri menghasilkan bayangan dengan ukuran ¼ kali bendanya. Jarak benda dan jarak bayangan berturut-turut adalah ….
Pembahasan:
Diketahui:

 

 

 

 

 

Ditanyakan:
s = ?
s’ = ?

Jawab:
Mencari persamaan jarak bayangan (s’) dal am s:

 

 

 

 

 

 

Menentukan nilai fokus:

 

 

 

 

 

Mencari jarak benda:

 

 

Mencari jarak bayangan:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jadi, jarak benda dan jarak bayangan berturut-turut adalah 30 cm dan 7,5 cm.

8. Sebuah benda setinggi 1 cm berada di depan lensa cekung dengan fokus 2 cm. Jika jarak benda 6 cm maka tentukanlah:
a. Jarak bayangan
b. Perbesaran bayangan
c. Tinggi bayangan
d. Sifat bayangan

Penyelesaian:
Diketahui:
s = 6 cm
h = 1 cm
f = −2 cm
Ditanyakan: s’, M, h’ dan sifat bayangan.

Jawab:
a. Jarak bayangan
Jarak bayangan (s’) ditentukan dengan menggunakan rumus berikut.
1/f = 1/s + 1/s’
1/−2 = 1/4 + 1/s’
1/s’ = (1/−2) − 1/6
1/s’ = (−3/6) − 1/6
1/s’ = −4/6
s’ = 6/−4
s’ = −1,5 cm
Jadi, jarak bayangannya adalah 1,5 cm di depan lensa.

b. Perbesaran bayangan
M = |s’/s|
M = |−1,5 /4|
M = 1 /2,67
M = 1/3 (pembulatan ke atas)
Jadi, bayangan mengalami perbesaran 1/3 kali ukuran benda (dipekecil).

c. Tinggi bayangan
M = |h’/h|
1/3 = h’/1
h’ = 1/3 cm = 0,3 cm.
Jadi, tinggi bayangannya adalah 0,3 cm.

d. Sifat bayangan
□ Karena s’ bernilai negatif (−) maka bayangan bersifat maya dan tegak.
□ Karena M = 1/3 (lebih kecil dari 1) maka bayangan lebih kecil.
Dengan demikian sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, dan diperkecil.

9. Sebuah benda terletak 10 cm di depan lensa cembung. Bila fokus lensa 15 cm, berapa jarak bayangan ke lensa?

Penyelesaian:
Diketahui:
s = 10 cm
f = 15 cm
Ditanyakan: s’

Jawab:
1/f = 1/s + 1/s’
1/s’ = 1/f – 1/s
1/s’ = 1/15 – 1/10
1/s’ = 2/30 – 3/30
1/s’ = –1/30
s’ = 30/–1
s’ = –30
Jadi, jarak bayangan ke lensa adalah 30 cm. Tanda negatif (–) menunjukkan bayangan maya.

10. Sebuah lensa cekung mempunyai fokus 20 cm. Tentukan kekuatan lensanya!

Penyelesaian:
Diketahui:
f = −20 cm = −0,2 m
Ditanyakan: P

Jawab:
P =1/f
P = 1/−0,2
P = −5 dioptri
Jadi, kekuatan lensa cekung tersebut adalah −5 dioptri.