Lensa cekung atau lensa negatif adalah salah satu materi penting dalam Fisika SMA/SMK, khususnya pada topik optik geometris. Lensa ini memiliki sifat divergen, menyebarkan sinar cahaya sehingga bayangan yang terbentuk selalu maya, tegak, dan lebih kecil dari benda.
Menguasai konsep lensa cekung sangat penting untuk dapat menghitung kekuatan lensa, jarak fokus, posisi bayangan, dan perbesaran bayangan. Artikel ini menyajikan latihan soal kekuatan lensa cekung lengkap dengan pembahasan, sehingga siswa bisa belajar mandiri, memahami konsep, dan mempersiapkan ujian fisika dengan baik. Artikel ini SEO friendly menggunakan kata kunci “latihan soal lensa cekung”, “lensa negatif”, “soal optik SMA”, dan “pembahasan lensa cekung”.
Baca juga:Belajar USM UPH Lewat Contoh Soal: Panduan Lengkap Agar Lulus
Pengertian Lensa Cekung (Negatif)
1. Ciri-Ciri Lensa Cekung
- Bagian tengah lebih tipis daripada tepi lensa.
- Menyebarkan sinar cahaya yang melewatinya.
- Bayangan yang terbentuk selalu maya, tegak, dan lebih kecil.
- Kekuatan lensa negatif (D < 0).
2. Rumus Lensa Tipis
Rumus dasar untuk lensa tipis:
1/f = 1/s + 1/s’
- f = jarak fokus (m atau cm)
- s = jarak benda dari lensa
- s’ = jarak bayangan dari lensa
3. Kekuatan Lensa
Kekuatan lensa (D) dalam dioptri:
D = 100/f (cm) atau D = 1/f (m)
- Lensa cekung memiliki D negatif karena divergen.
4. Perbesaran Bayangan
Perbesaran bayangan:
M = h’/h = s’/s
- h = tinggi benda, h’ = tinggi bayangan
- M negatif → bayangan tegak dan maya.
5. Tips Cepat Menghitung Lensa Cekung
- Gunakan tanda negatif untuk f.
- Bayangan lensa cekung selalu maya, tegak, lebih kecil.
- Gunakan rumus 1/f = 1/s + 1/s’ untuk jarak bayangan.
- Gunakan D = 100/f (cm) untuk menghitung kekuatan lensa.
- Gunakan M = s’/s untuk menghitung tinggi bayangan.
Latihan 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. Tentukan kekuatan lensa.
Pembahasan:
D = 100/f = 100/25 = 4 D → D = -4 D
Soal 3
Benda setinggi 6 cm diletakkan 30 cm di depan lensa cekung f = 20 cm. Tentukan jarak bayangan dan tinggi 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 → bayangan tegak, maya, lebih kecil
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 → tegak, maya, lebih kecil
Soal 6
Sebuah lensa cekung memiliki f = 15 cm. Benda diletakkan 10 cm di depannya. Tentukan 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
Perbesaran: M = -6/10 = -0,6 → bayangan tegak, maya, lebih kecil
Soal 7
Lensa cekung D = -3 D. Tentukan jarak fokus 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
Benda 15 cm diletakkan 12 cm di depan lensa cekung f = 15 cm. Tentukan bayangan dan tinggi bayangan jika benda setinggi 5 cm.
Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-15) = 1/12 + 1/s’
-1/15 – 1/12 = 1/s’ → -9/60 → s’ = -6,67 cm
Perbesaran: M = s’/s = -6,67/12 ≈ -0,56 → h’ = 5 × 0,56 ≈ 2,8 cm → tegak dan maya
Soal 12
Lensa cekung D = -2,5 D. Hitung jarak fokus dalam cm.
Pembahasan:
f = 100/D = 100/2,5 = 40 cm → f = -40 cm
Soal 13
Benda diletakkan 10 cm di depan lensa cekung f = 12 cm. Tentukan posisi bayangan.
Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-12) = 1/10 + 1/s’
-1/12 – 1/10 = 1/s’ → s’ ≈ -5,45 cm
Perbesaran: M = s’/s = -5,45/10 ≈ -0,545 → bayangan tegak, maya, lebih kecil
Soal 14
Lensa cekung f = 18 cm, benda 30 cm di depannya. Tentukan jarak bayangan dan perbesaran.
Pembahasan:
1/f = 1/s + 1/s’ → 1/(-18) = 1/30 + 1/s’
-1/18 – 1/30 = 1/s’ → -8/90 → s’ ≈ -11,25 cm
M = s’/s = -11,25/30 ≈ -0,375 → tegak, maya, lebih kecil
Soal 15
Benda 8 cm di depan lensa cekung f = 10 cm. Tentukan bayangan dan ukuran 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
M = s’/s = -4,44/8 ≈ -0,555 → h’ = 8 × 0,555 ≈ 4,44 cm → tegak dan maya
Tips Menguasai Lensa Cekung (Negatif)
- Selalu gunakan tanda negatif untuk f.
- Bayangan lensa cekung selalu maya, tegak, lebih kecil.
- Gunakan rumus 1/f = 1/s + 1/s’ untuk jarak bayangan.
- Gunakan D = 100/f untuk kekuatan lensa.
- Gunakan M = s’/s untuk tinggi bayangan.
- Latihan rutin untuk terbiasa menghadapi soal ujian.
Baca juga:Dosen Universitas Teknokrat Indonesia Raih Hibah Pengembangan Modul Digital dari Kemendiktisaintek
Kesimpulan
Latihan soal kekuatan lensa cekung (lensa negatif) sangat penting bagi siswa SMA/SMK untuk memahami materi optik. Dengan 15 contoh soal lengkap beserta jawaban dan pembahasan langkah demi langkah, siswa dapat menguasai konsep jarak fokus, perbesaran, posisi bayangan, dan kekuatan lensa dengan mudah.
Artikel ini SEO friendly karena kata kunci “latihan soal lensa cekung”, “lensa negatif”, “soal optik SMA”, dan “pembahasan lensa cekung” digunakan secara alami di seluruh artikel.
Penulis:Loveytha
Post Comment