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

Hai kawan-kawan, berikut ini akan disajikan 10 Contoh Soal Essay Fisika (Lensa Cembung dan Cekung) dan Jawaban. Semoga 10 Contoh Soal Essay Fisika (Lensa Cembung dan Cekung) dan Jawaban ini memberikan manfaat yang banyak.

Soal No. 1). Lensa cekung datar terbuat dari bahan mika dengan indeks bias 1,2 dan jari-jari kelengkungan 10 cm nilai fokus lensa adalah

Jawaban :

1/f = (nm/nᵤ – 1) (1/R1 – 1/R2)

Nm : indeks bias medium.

nᵤ : indeks bias udara.

R₁ : jari-kelengkungan lensa cekung.

R₂ : jari-jari kelengkungan lensa datar.

1/f = (nm/nᵤ – 1) (1/R1 – 1/R2)

1/f = (1,2/1 – 1) (1/R1 – 1/∞)

1/f = 0,2. (1/R1 – 0)

1/f = 0,2/R₁

1/f = 0,2/(-10)

f = -100/2 = -50 cm

Soal No. 2). Sebuah benda terletak 40 cm di depan lensa cekung. jika bayangan yan terbentuk terletak 30 cm di depan lensa cekung, maka berapakah jarak fokus lensa tersebut

Jawaban :

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/40 + 1/-30

1/f = 3/120 – 4/120

1/f = -1/120

f = – 120 cm

Soal No. 3). Sebuah lensa cekung memiliki kekuatan lensa 20 dioptri.Jari jari kelengkungan lensa tersebut adalah

Jawaban :

P = 100/f

20 = 100/f

f = 100/20

f = 5 cm

R = 2.f = 2 × 5 cm

R = 10 cm

Soal No. 4). Sebuah benda terletak 60 cm didepan lensa cekung sehingga terbentuk bayangan maya pada jarak 24 cm . Fokus lensa cekung dan perbesarannya adalah?

Jawaban :

Jarak fokus

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/60 + 1/(-24)

1/f = 2/120 – 5/120

1/f = – 3/120

f = – 40 cm

Perbesaran

M = s’/s = 24/60 = 2/5

Soal No. 5). Jika kuat lensa + 5 dioptri maka jarak fokus dan jenisnya adalah ?

Jawaban :

Kuat lensa positif maka jenis lensanya positif

P = 100/f

f = 100/P = 100/5 = 20 cm

Soal No. 6). Sebuah benda terletak 20 cm di depan lensa bikonveks dengan jari-jari kelengkungan 10 cm jika tinggi benda 5 cm. Tentukan :

a. Perbesaran

b. Tinggi bayangan

Jawaban :

Lensa bikonveks adalah lensa cembung

f = 1/2.R = 1/2. 10 = 5 cm

s = 20 cm

h = 5 cm

a. Perbesaran

1/f = 1/s + 1/s’

1/5 = 1/20+1/s’

1/s’ = 3/20

s’ = 20/3 = 6,67 cm

M = s’/s = (20/3)/20 = 1/3

b. Tinggi bayangan

M = h’/h

h’ = M. h = 1/3. 5

h’ = 5/3 = 1,67 cm

Soal No. 7). Sebuah benda terletak 20 cm di depan lensa cembung yang mempunyai jarak fokus 15 cm bayangan yang terbentuk bersifat …

Jawaban :

Jarak bayangan

1/s’ = 1/f – 1/s

1/s’ = 1/15 – 1/20 = 1/60

s’ = 60 cm

karena positif bayangan dibelakang lensa dan bersifat nyata dan terbalik.

Perbesaran

M = s’/s = 60/20 = 3

Bayangan diperbesar 3 kali.

Sifat bayangan :

Nyata, terbalik dan diperbesar.

Soal No. 8). Sebuah benda diletakkan didepan sebuah lensa cembung pada jarak 20 cm jika bayangan terbentuk pada jarak 30 cm di belakang lensa maka hitunglah jarak fokus

Jawaban :

Jarak fokus

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/20 + 1/30

1/f = 3/60 + 2/60

1/f = 5/60

f = 60/12 = 5 cm

Soal No 9). Sebuah lensa cembung akan digunakan untuk mengawali pembakaran beberapa lembar kertas dengan cara mengumpulkan radiasi infra merah dari sinar matahari. Jarak antara lensa dan lembaran kertas yang akan dibakar adalah ……

Jawaban :

Sinar matahari yang jatuh pada lensa cembung adalah sinar- sinar yang saling sejajar dengan jarak benda yang jauh sekali sehingga jarak bayangan yang terjadi akan berada pada jarak yang sama dengan jarak fokus.

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/∞ + 1/s’

1/f = 0 + 1/s’

1/f = 1/s’

s’ = f

Jadi kertas yang akan dibakar harus diletakkan pada jarak fokus lensa karena di titik fokus lensa ini panas akan dikumpulkan yang bisa digunakan untuk membakar.

Soal No. 10). Sebuah benda berada di depan lensa cembung yang jarak fokusnya 15 cm, jika bayangan yang dihasilkan maya, dan diperbesar 2 kali bendanya

Pertanyaan : Letak benda dan Letak bayangannya

Jawaban :

Perbesaran

Karena bayangan maya maka jarak bayangan s’ negatif.

M = |s’/s|

-2 = s’/s

s’ = -2.s

Letak benda dan bayangan

1/f = 1/s + 1/s’

1/15 = 1/s – 1/2s

1/15 = 2/2s – 1/2s

1/15 = 1/2s

2s = 15

s = 15/2 = 7,5 cm

s’ = -2.s = -15 cm

Letak benda 7,5 cm di depan lensa.

Letak bayangan 15 cm di depan lensa.

Soal No. 11). Sebuah lensa cembung mempunyai kelengkungan yang berbeda pada permukaannya yaitu 12 cm dan 15 cm, jika lensa tersebut terbuat dari kaca dengan indeks bias 4/3 maka fokus lensa tersebut di udara ialah “indeks bias udara = 1”.

1/f = (4/3-1) (1/12 + 1/15)

1/f = 1/3 (5/60+4/60)

1/f = 1/3 x 9/60 = 1/20

f = 20 cm

Soal No. 12).

Sebuah benda setinggi 10 cm berada di depan lensa cekung dengan jarak 30 cm, jika jarak fokus lensa 20 cm hitunglah:

  • Jarak bayangan
  • Perbesaran bayangan
  • Tinggi bayangan
  • Sebutkan sifat bayangannya

Jawaban:

Jawaban Soal Lensa Cekung Sifat-sifat bayangan:

  • Maya “s’ bertanda “-“
  • Terletak di depan lensa “S’ bertanda “-“
  • Diperkecil “M = 0,4 kali”

Soal No. 13).

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

Contoh Soal Lensa Cembung

Pernyataan yang tepat berdasarkan data di atas adalah ….

Jawaban

Rumus mencari jarak fokus:

    \[ \frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'} \]

Rumus mencari jarak fokus lensa P:

    \[ \frac{1}{f_{P}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{18} \]

    \[ \frac{1}{f_{P}} = \frac{3 + 2}{36} \]

    \[ \frac{1}{f_{P}} = \frac{5}{36} \]

    \[ f_{P} = \frac{36}{5} = 7,2 \; cm \]

Rumus mencari jarak fokus lensa Q:

    \[ \frac{1}{f_{Q}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{6} \]

    \[ \frac{1}{f_{Q}} = \frac{1 + 2}{12} \]

    \[ \frac{1}{f_{Q}} = \frac{3}{12} \]

    \[ f_{Q} = \frac{12}{3} = 4 \; cm \]

Rumus mencari jarak fokus lensa R:

    \[ \frac{1}{f_{R}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{12} \]

    \[ \frac{1}{f_{R}} = \frac{1 + 1}{12} \]

    \[ \frac{1}{f_{R}} = \frac{2}{12} \]

    \[ f_{R} = \frac{12}{2} = 6 \; cm \]

Rumus mencari jarak fokus lensa S:

    \[ \frac{1}{f_{S}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{10} \]

    \[ \frac{1}{f_{S}} = \frac{10 + 12}{120} \]

    \[ \frac{1}{f_{S}} = \frac{22}{120} \]

    \[ f_{S} = \frac{120}{22} = 5,45 \; cm \]

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

Demikianlah contoh soal fisika lensa cembung dan cekung, walaupun singkat tetapi mudah-mudahan bermanfaat banyak untuk kita semua.

Contoh Soal Essay Fisika Lensa Cembung dan Cekung beserta Jawaban

Selamat berjumpa kembali kawan-kawan, berikut ini akan disajikan Contoh Soal Essay Fisika Lensa Cembung dan Cekung beserta Jawaban. Mudah-mudahan Contoh Soal Essay Fisika Lensa Cembung dan Cekung beserta Jawaban ini memberikan manfaat yang banyak.
Soal No. 1). 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.
Jawaban:
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.
Soal No. 2). Sebuah benda dengan tinggi 3 cm berada pada jarak 10 cm dari lensa cembung yang mempunyai jarak fokus 6 cm.
a. Gambarkan pembentukan bayangan yang terjadi.
b. Bagaimanakah sifat bayangannya?
c. Tentukan tinggi benda.
Penyelesaian:
Diketahui:
h = 3 cm
s = 10 cm
f = 6 cm
Ditanyakan:
a. Lukisan bayangan
b. Sifat bayangan
c. h
Jawaban:
a. Lukisan pembentukan bayangan
Jarak fokus lensa adalah 6 cm sehingga jari-jari kelengkungan lensa adalah 2 kali jarak fokus, yaitu:
R = 2 × f = 2 × 6 = 12 cm
Dengan demikian, jarak benda lebih besar dari jarak fokus dan lebih kecil dari jari-jari lensa, dapat kita tuliskan sebagai berikut.
R > s > f
Jadi, benda terletak di ruang II (di antara F2 dan P2). Lukisan pembentukan bayangan dari benda tersebut ditunjukkan pada gambar berikut ini.
Lukisan pembentukan bayangan lensa cembung
b. Sifat bayangan
Berdasarkan gambar pembentukan bayangan di atas, maka sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.
c. Tinggi bayangan (h)
Untuk menentukan tinggi bayangan, kita terlebih dahulu mencari jarak bayangan (s) dengan menggunakan rumus berikut.
1/f = 1/s + 1/s
1/6 = 1/10 + 1/s
1/s = 1/6  1/10
1/s = 5/30  3/30
1/s = 2/30
s’ = 30/2
s = 15 cm
Kemudian, dengan menggunakan rumus perbesaran bayangan, maka tinggi bayangan adalah sebagai berikut.
h’/h = s/s
h = (s/s) × h
h = (15/10) × 3
h = 45/10
h = 4,5 cm
Jadi, tinggi bayangan benda adalah 4,5 cm.
Soal No. 3). Sebuah benda setinggi 1 cm diletakkan di depan lensa cembung pada jarak 3 cm. Jika fokus lensa adalah 2 cm, tentukanlah sifat bayangan yang terbentuk.
Penyelesaian:
Diketahui:
h = 1 cm
f = 2 cm
s = 3 cm
Ditanyakan: sifat bayangan
Jawaban:
Cara Pertama: Metode Menghapal
Dari data di soal, benda berada 3 cm di depan lensa. Sementara itu, jarak fokus lensa (f) adalah 2 cm sehingga jari-jari kelengkungan lensa adalah:
R = 2f
R = 2 × 2 cm = 4 cm
Karena jarak benda lebih kecil daripada jari-jari kelengkungan lensa dan lebih besar daripada jarak fokus lensa atau secara matematis dituliskan sebagai berikut.
R > s > f
Maka benda berada di antara titik fokus dan jari-jari lensa atau di ruang II. Dengan melihat tabel sifat bayangan, maka kita peroleh sifat bayangan benda adalah nyata, terbalik dan diperbesar.
 
Cara Kedua: Metode Perhitungan (Rumus)
Untuk mengetahui sifat bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan metode perhitungan, maka kita tentukan dahulu jarak bayangan (s) dan perbesaran bayangan (M).
 Jarak bayangan
1/f = 1/s + 1/s
1/2 = 1/3 + 1/s
1/2  1/3 = 1/s
3/6  2/6 = 1/s
1/6 = 1/s
s’ = 6 cm
 Perbesaran Bayangan
M = |s/s|
M = |6/3|
M = 2
 Sifat bayangan
1) karena s’ bernilai positif (+) maka bayangan bersifat nyata dan terbalik.
2) karena M > 1 maka bayangan diperbesar.
Dengan demikian, sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan diperbesar.
Soal No. 4). 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
Jawaban:
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.
Soal No. 5). Sebuah lensa cekung mempunyai fokus 20 cm. Tentukan kekuatan lensanya!
Penyelesaian:
Diketahui:
f = 20 cm = 0,2 m
Ditanyakan: P
Jawaban:
P =1/f
P = 1/0,2
P = 5 dioptri
Jadi, kekuatan lensa cekung tersebut adalah 5 dioptri.
Soal No. 6). Sebuah benda dengan tinggi 3 cm terletak 12 cm di depan lensa cembung yang memiliki jarak fokus 8 cm. Hitunglah tinggi bayangan!
Penyelesaian:
Diketahui:
h = 3 cm
s = 12 cm
f = 8 cm
Ditanyakan: h
Jawaban:
Untuk menentukan tinggi bayangan, elemen-elemen yang harus kita ketahui terlebih dahulu adalah jarak bayangan (s) dan perbesaran bayangan (M).
 Jarak bayangan
1/f = 1/s + 1/s
1/s = 1/f  1/s
1/s = 1/8  1/12
1/s = 3/24  2/24
1/s = 1/24
s = 24/1
s = 24 cm
 Perbesaran bayangan
M = |s/s|
M = |24/12|
M = 2
Dari dua perhitungan di atas, kita peroleh s = 24 cm dan M = 2. Sehingga, tinggi bayangan dapat kita tentukan dengan cara berikut.
M = |h/h|
2 = h/3
h’ = 2 × 3 = 6
Dengan demikian, tinggi bayangannya adalah 6 cm.
Soal No. 7). Sebuah benda setinggi 1 cm berada di depan lensa cekung dengan fokus 2 cm. Jika jarak benda 4 cm maka tentukanlah jarak bayangan, perbesaran bayangan, tinggi bayangan dan sifat bayangan.
Penyelesaian:
Diketahui:
h = 1 cm
s = 4 cm
f = 2 cm
Ditanyakan: s, M, h, dan sifat bayangan.
Jawaban:
 Jarak bayangan dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
1/f = 1/s + 1/s
1/2 = 1/4 + 1/s
1/s = 1/ 1/4
1/s = 2/4  1/4
1/s = 3/4
s’ = 4/3
s’ = 1,3 cm
Jadi, jarak bayangan adalah 1,3 cm di depan lensa.
 
 Perbesaran bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:
M = |s/s|
M = |1,3/4|
M = 0,3 = 1/3
Jadi, bayangan benda mengalami perbesaran 1/3x (bayangan benda lebih kecil).
 
 Tinggi bayangan dapat dicari dengan menggunakan rumus perbesaran bayangan, yaitu sebagai berikut.
M = h/h
1/3 = h/1
h’ = 1/3 × 1
h’ = 0,3 cm
Jadi, tinggi bayangan benda adalah 0,3 cm.
 
 Dari hasil perhitungan s dan M maka sifat bayangan ditentukan dengan cara berikut:
1. Karena s bernilai negatif () maka bayangan bersifat maya dan tegak
2. Karena M = 1/3 < 1, maka bayangan diperkecil.
Jadi, sifat bayangan yang terbentuk oleh lensa cekung adalah maya tegak dan diperkecil. Sebenarnya, sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung selalu sama jadi kita tidak perlu menggunakan perhitungan ataupun melukis pembentukan bayangan dalam menentukan sifat bayangan pada lensa cekung.
Soal No. 8). Jika sebuah lensa bikonkaf memiliki kekuatan lensa 1,5 dioptri, berapakah jarak fokus lensa tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
Lensa = bikonkaf (cekung)
P = 1,5 dioptri
Ditanyakan: f
Jawaban:
P =1/f
f = 1/P
f = 1/1,5
f = 0,67
Jadi, lensa tersebut memiliki jarak titik fokus lensa 0,67 m = 67 cm.
Soal No. 9). Berapakah kekuatan lensa sebuah lensa bikonveks dengan jarak titik fokus 10 cm?
Penyelesaian:
Lensa = bikonveks (berarti lensa cembung, sehingga f dan P bernilai positif)
f = 10 cm = 0,1 m
Ditanyakan: P
Jawaban:
P = 1/f
P = 1/0,1 = 10
Jadi, lensa tersebut memiliki kekuatan 10 dioptri.