Kumpulan Contoh Soal Kekuatan Lensa Cekung dan Cara Menghitungnya dengan Mudah

Lensa cekung adalah materi penting dalam Fisika SMA/SMK, terutama pada topik optik geometris. Lensa cekung memiliki sifat divergen, menyebabkan sinar cahaya menyebar. Siswa harus memahami bagaimana menghitung kekuatan lensa, jarak fokus, posisi bayangan, dan perbesaran bayangan.

Artikel ini menyajikan kumpulan contoh soal kekuatan lensa cekung beserta cara menghitungnya dengan mudah. Dengan pendekatan langkah demi langkah, siswa akan lebih mudah memahami konsep, mengerjakan soal ujian, dan menguasai materi optik. Artikel ini SEO friendly dengan kata kunci “contoh soal lensa cekung”, “kekuatan lensa”, “latihan soal optik”, dan “cara menghitung lensa cekung”.

Baca juga:Belajar USM UPH Lewat Contoh Soal: Panduan Lengkap Agar Lulus

Materi Dasar Lensa Cekung

1. Pengertian Lensa Cekung

Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis daripada tepinya.

• Sifat: menyebarkan sinar cahaya (divergen)
• Bayangan: maya, tegak, dan lebih kecil dari benda

2. Rumus Lensa Tipis

Rumus umum untuk semua lensa tipis:
1/f = 1/s + 1/s’

• f = jarak fokus (m)
• s = jarak benda dari lensa (m)
• s’ = jarak bayangan dari lensa (m)

3. Kekuatan Lensa

Kekuatan lensa (D) dalam dioptri:
D = 100/f (cm) atau D = 1/f (m)

• Lensa cekung memiliki kekuatan negatif, karena bersifat divergen.

4. Perbesaran Bayangan

Perbesaran bayangan:
M = h’/h = s’/s

• h = tinggi benda, h’ = tinggi bayangan
• Untuk lensa cekung, M selalu negatif, menunjukkan bayangan tegak dan maya.

5. Tips Cepat Menghitung Lensa Cekung

1. Gunakan tanda negatif untuk jarak fokus lensa cekung.
2. Bayangan lensa cekung selalu maya, tegak, dan lebih kecil.
3. Gunakan rumus 1/f = 1/s + 1/s’ untuk jarak bayangan.
4. Gunakan D = 100/f (cm) untuk menghitung kekuatan lensa.
5. Periksa jawaban dengan logika bayangan dan perbesaran.

Kumpulan Contoh Soal Kekuatan Lensa Cekung

Soal 1

Sebuah lensa cekung memiliki jarak fokus 20 cm. Hitung kekuatan lensanya.

Pembahasan:
D = 100/f = 100/20 = 5 D
Karena lensa cekung → D = -5 D

Soal 2

Lensa cekung dengan jarak fokus 25 cm. Hitung kekuatan lensa dalam dioptri.

Pembahasan:
D = 100/f = 100/25 = 4 D
Karena cekung → D = -4 D

Soal 3

Benda setinggi 6 cm diletakkan 30 cm di depan lensa cekung dengan f = 20 cm. Tentukan posisi bayangan dan ukuran bayangan.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-20) = 1/30 + 1/s’
-1/20 – 1/30 = 1/s’ → -3/60 – 2/60 = -5/60 → s’ = -12 cm

Perbesaran: M = s’/s = -12/30 = -0,4
Tinggi bayangan: h’ = M × h = -0,4 × 6 = -2,4 cm → tegak dan maya

Soal 4

Lensa cekung D = -2 D. Tentukan jarak fokus dalam meter.

Pembahasan:
D = 1/f → f = 1/D = 1/(-2) = -0,5 m = -50 cm

Soal 5

Benda 10 cm diletakkan 15 cm di depan lensa cekung f = 20 cm. Hitung bayangan dan perbesaran.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-20) = 1/15 + 1/s’
-1/20 – 1/15 = 1/s’ → -3/60 – 4/60 = -7/60 → s’ = -8,57 cm

Perbesaran: M = s’/s = -8,57/15 ≈ -0,57 → bayangan tegak, maya, dan lebih kecil

Soal 6

Benda diletakkan 20 cm di depan lensa cekung f = 10 cm. Tentukan bayangan dan perbesaran.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-10) = 1/20 + 1/s’
-1/10 – 1/20 = 1/s’ → -3/20 → s’ = -6 cm

Perbesaran: M = -6/20 = -0,3 → bayangan tegak, maya, lebih kecil

Soal 7

Lensa cekung D = -3 D. Tentukan f dalam cm.

Pembahasan:
D = 100/f → f = 100/3 ≈ 33,33 cm → f = -33,33 cm

Soal 8

Benda 12 cm diletakkan 8 cm dari lensa cekung f = 10 cm. Hitung bayangan.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-10) = 1/8 + 1/s’
-1/10 – 1/8 = 1/s’ → -9/40 → s’ ≈ -4,44 cm

Perbesaran: M = s’/s = -4,44/8 ≈ -0,555 → bayangan tegak, maya, lebih kecil

Soal 9

Lensa cekung f = 25 cm, benda 50 cm di depannya. Hitung posisi bayangan dan perbesaran.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-25) = 1/50 + 1/s’
-1/25 – 1/50 = 1/s’ → -3/50 → s’ ≈ -16,67 cm

Perbesaran: M = s’/s = -16,67/50 ≈ -0,33 → bayangan tegak, maya, lebih kecil

Soal 10

Benda 20 cm di depan lensa cekung f = 10 cm. Hitung bayangan dan ukuran bayangan.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-10) = 1/20 + 1/s’
-1/10 – 1/20 = 1/s’ → -3/20 → s’ = -6 cm

Perbesaran: M = -6/20 = -0,3 → bayangan tegak, maya, lebih kecil

Soal 11

Sebuah lensa cekung memiliki f = 15 cm. Benda diletakkan 10 cm di depannya. Hitung jarak bayangan.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-15) = 1/10 + 1/s’
-1/15 – 1/10 = 1/s’ → -1/6 → s’ = -6 cm

Soal 12

Lensa cekung D = -5 D. Tentukan jarak fokus dalam cm.

Pembahasan:
D = 100/f → f = 100/5 = 20 cm → f = -20 cm

Soal 13

Benda 15 cm di depan lensa cekung f = 12 cm. Hitung bayangan dan perbesaran.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-12) = 1/15 + 1/s’
-1/12 – 1/15 = 1/s’ → -9/60 → s’ = -6,67 cm

Perbesaran: M = s’/s = -6,67/15 ≈ -0,44 → tegak, maya, lebih kecil

Soal 14

Lensa cekung dengan D = -2,5 D. Hitung f dalam cm.

Pembahasan:
f = 100/2,5 = 40 cm → f = -40 cm

Soal 15

Benda 10 cm diletakkan di depan lensa cekung f = 15 cm. Tentukan posisi bayangan dan tinggi bayangan jika benda 5 cm.

Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-15) = 1/10 + 1/s’
-1/15 – 1/10 = 1/s’ → -1/6 → s’ = -6 cm

Perbesaran: M = s’/s = -6/10 = -0,6
Tinggi bayangan: h’ = M × h = -0,6 × 5 = -3 cm → tegak dan maya

Strategi Menguasai Kekuatan Lensa Cekung

1. Selalu gunakan tanda negatif untuk lensa cekung.
2. Bayangan lensa cekung selalu maya, tegak, lebih kecil.
3. Gunakan rumus 1/f = 1/s + 1/s’ untuk jarak bayangan.
4. Gunakan D = 100/f untuk menghitung kekuatan lensa.
5. Gunakan M = s’/s untuk mengetahui tinggi bayangan.
6. Latihan soal sebanyak mungkin untuk menghadapi ujian.

Baca juga:Dosen Universitas Teknokrat Indonesia Raih Hibah Pengembangan Modul Digital dari Kemendiktisaintek

Kesimpulan

Menguasai soal kekuatan lensa cekung sangat penting untuk siswa SMA/SMK dalam materi optik geometris. Dengan kumpulan soal lengkap beserta jawaban dan pembahasan langkah demi langkah, siswa dapat menghitung jarak bayangan, perbesaran, dan kekuatan lensa dengan mudah.

Artikel ini SEO friendly karena kata kunci “contoh soal lensa cekung”, “kekuatan lensa”, “latihan soal optik”, dan “cara menghitung lensa cekung” digunakan secara alami di seluruh artikel.

Penulis:Loveytha