Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten/kota – Alat optik cermin dan lensa

Cermin datar

1. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.34

Sebuah lilin berada di depan dua buah cermin datar yang saling membentuk sudut masing-masing sebesar 60o, maka jumlah bayangan lilin tersebut adalah sebanyak….

  1. 3 buah
  2. 4 buah
  3. 5 buah
  4. 6 buah

Pembahasan
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Alat optik cermin dan lensa 1Amati kedua gambar di samping. Benda (bulatan hijau) berada di depan permukaan cermin yang memantulkan cahaya. Sinar yang datang dari benda menuju cermin datar, tegak lurus terhadap permukaan cermin datar alias membentuk sudut 90o. Hukum pemantulan cahaya menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul.

Jika sudut datang bernilai 90o maka sudut pantul juga bernilai 90o.
Pada gambar kiri, benda berada di tengah-tengah kedua cermin datar dan bayangan yang terbentuk adalah dua buah. Pada gambar kanan, benda berjarak lebih dekat ke salah satu cermin datar dan bayangan yang terbentuk adalah tiga buah.
Jawaban yang benar adalah A.

Cermin cekung

2. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.31

Seorang dokter gigi mengamati dan memeriksa lubang gigi geraham belakang seorang pasien dengan menggunakan sebuah cermin yang berjari-jari 8 cm, agar lubang gigi pasien tersebut dapat terlihat dengan jelas dan cukup besar oleh dokter, maka gigi pasien harus berada di depan cermin pada jarak….

  1. kurang dari 4 cm di depan cermin cekung
  2. kurang dari 4 cm di depan cermin cembung
  3. lebih dari 4 cm di depan cermin cekung
  4. lebih dari 4 cm di depan cermin cembung

Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari cermin (r) = 8 cm
Panjang fokus cermin (f) = r / 2 = 8 / 2 = 4 cm
Ditanya : Berapa jarak gigi pasien di cermin ?
Jawab :
Cermin yang digunakan adalah cermin cekung atau cermin cembung ? Pada soal tertulis agar lubang gigi pasien tersebut dapat terlihat dengan jelas dan cukup besar oleh dokter karenanya cermin yang digunakan harus bisa memperbesar bayangan gigi pasien dan bayangan itu harus tegak. Cermin cembung selalu menghasilkan bayangan terbalik dan ukuran bayangan lebih kecil daripada ukuran benda. Sebaliknya cermin cekung dapat menghasilkan bayangan tegak jika jarak benda (s) lebih kecil daripada panjang fokus (f). Apabila jarak benda lebih besar daripada panjang fokus (f) maka cermin cekung menghasilkan bayangan terbalik.
Panjang fokus (f) cermin cekung adalah 4 cm karenanya gigi pasien harus berjarak kurang dari 4 cm di depan cermin cekung.
Jawaban yang benar adalah A.

3. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.33

Suatu cermin cekung mempunyai jari-jari kelengkungan 24 cm. Jika benda diletakkan 20 cm di depan cermin tersebut maka bayangan yang dihasilkan bersifat….

  1. nyata, tegak dan diperbesar
  2. nyata, terbalik dan diperbesar
  3. maya, tegak dan diperbesar
  4. maya, terbalik dan diperkecil

Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari kelengkungan (r) = 24 cm
Panjang fokus (f) = R/2 = 24/2 = +12 cm
Panjang fokus cermin cekung bertanda positif atau bersifat nyata karena berkas cahaya melewati titik fokus cermin cekung.
Jarak benda (s) = 20 cm
Ditanya : Sifat bayangan
Jawab :
Bayangan bersifat maya atau nyata ? Untuk mengetahuinya terlebih dahulu hitung jarak bayangan (s’) :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Alat optik cermin dan lensa 21/s + 1/s’ = 1/f
1/s’ = 1/f – 1/s
1/s’ = 1/12 – 1/20
1/s’ = 5/60 – 3/60
1/s’ = 2/60
s’ = 60/2
s’ = 30 cm
Jarak bayangan bertanda positif artinya bayangan bersifat nyata karena dilewati cahaya (bandingkan dengan gambar di samping).

Bayangan diperbesar atau diperkecil ? Bayangan tegak atau terbalik ? Untuk mengetahuinya terlebih dahulu hitung perbesaran bayangan (M) :
M = -s’ / s = -30/20 = -1,5
M > 1 artinya bayangan diperbesar, M bertanda negatif artinya bayangan terbalik (bandingkan dengan gambar di samping). Jadi sifat-sifat bayangan adalah nyata, terbalik, diperbesar
Jawaban yang benar adalah B.

Cermin cembung
4. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.35

Cahaya yang jatuh ke cermin cembung dengan arah sejajar sumbu utama cermin akan dipantulkan….

  1. Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Alat optik cermin dan lensa 3menuju titik fokus cermin
  2. seolah-olah dari titik fokus cermin
  3. melalui titik pusat kelengkungan cermin
  4. tegak lurus terhadap bidang cermin

Pembahasan
Amati gambar di samping.

Jawaban yang benar adalah B.

5. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.32

Seorang pengendara motor melihat bayangan kendaraan di belakangnya 1/6 kali ukuran sebenarnya. Bila jarak pengemudi tersebut ke kendaraan yang di belakangnya itu 30 meter, berarti spion motor itu menggunakan cermin dengan jari-jari kelengkungan….

  1. 7,14 m
  2. 8,57 m
  3. 12,00 m
  4. 24,00 m

Pembahasan
Diketahui :
Perbesaran bayangan (M) = 1/6 kali
Jarak benda (s) = 30 meter
Ditanya : Jari-jari kelengkungan cermin cembung spion (R)
Jawab :
Hitung jarak bayangan (s’)
Karena telah diketahui perbesaran bayangan (M) dan jarak benda (s) maka jarak bayangan bisa diketahui menggunakan rumus perbesaran bayangan :

Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Alat optik cermin dan lensa 4

Tanda negatif artinya bayangan bersifat maya. Bayangan berjarak 5 meter di belakang cermin cembung.

Hitung panjang fokus (f)
Karena telah diketahui jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’) maka panjang fokus bisa dihitung menggunakan rumus cermin lengkung :

Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Alat optik cermin dan lensa 5

Hitung jari-jari kelengkungan (R)
Jari-jari kelengkungan cermin cembung adalah dua kali panjang fokus cermin cembung.
R = 2 f = 2 (6 meter) = 12 meter
Jari-jari kelengkungan cermin cembung spion adalah 12 meter.
Jawaban yang benar adalah C.

Lensa cembung
6. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.36

Sebuah benda nyata dan tegak diletakkan pada jarak 50 cm dari sebuah lensa positif berjarak fokus 25 cm. Sifat bayangan yang dihasilkan adalah…..

  1. nyata, terbalik dan diperbesar
  2. maya, tegak dan sama besar dengan bendanya
  3. maya, tegak dan diperbesar
  4. nyata, terbalik dan sama besar dengan bendanya

Pembahasan
Diketahui :
Jarak benda (s) = 50 cm
Panjang fokus lensa (f) = +25 cm
Panjang fokus bertanda positif karena lensa yang digunakan adalah lensa positif atau lensa cembung.
Ditanya : Sifat bayangan adalah…..
Jawab :
Bayangan bersifat maya atau nyata ? Untuk mengetahuinya, terlebih dahulu hitung jarak bayangan :
1/s’ = 1/f – 1/s
1/s’ = 1/25 – 1/50
1/s’ = 2/50 – 1/50
1/s’ = 1/50
s’ = 50/1
s’ = 50 cm
Jarak bayangan bertanda positif artinya bayangan bersifat nyata karena dilewati cahaya.

Bayangan diperbesar atau diperkecil ? Bayangan bersifat tegak atau terbalik ? Untuk mengetahuinya terlebih dahulu hitung perbesaran bayangan :
M = -s’ / s = -50/50 = -1
M = 1 artinya bayangan sama besar dengan benda
M bertanda negatif artinya bayangan bersifat terbalik

Jadi sifat bayangan adalah nyata, terbalik dan sama besar dengan bendanya.
Jawaban yang benar adalah D.

Ukuran Kertas : F4, Jumlah halaman : 74

Materi Pembahasan Soal :

  • Besaran, satuan, dimensi, pengukuran dan angka penting
  • Resultan vektor, besaran vektor dan skalar
  • Hukum Gerak Newton
  • Gerak Lurus
  • Usaha dan Energi Mekanik, Pesawat Sederhana
  • Fluida Statis
  • Gelombang Bunyi
  • Osilasi
  • Gelombang Mekanik
  • Alat Optik Cermin dan Lensa
  • Alat Optik Mata, Kacamata dan Teropong
  • Gelombang Cahaya
  • Pemuaian
  • Skala Suhu, Kalibrasi termometer
  • Kalor, Perubahan Wujud, Perpindahan Kalor, Asas Black
  • Muatan listrik, Gaya listrik
  • Rangkaian listrik, Hambatan listrik
  • Energi dan Daya listrik, Gerak Partikel Bermuatan
  • Hukum Ampere, GGL induksi, Transformator
Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: