MODUL FISIKA KELAS X SEMESTER I PENGUKUR

(1)

MODUL

FISIKA

KELAS X SEMESTER I

PENGUKURAN

BESARAN DAN SATUAN

SMA NEGERI 2 PAMEKASAN

Disusun oleh :

Mabruratul Hasanah

Mahasiswa Pasca Sarjana Jurusan Fisika

Universitas Negeri Malang

Nama

:………

No Absen

: ………

Kelas

:………

Optika Geometri

A. Standar Kompetensi

3. Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik

B. Kompetensi Dasar

3.1 Menganalisis alat-alat optik secara kualitatif dan

kuantitatif

C. Ulasan Materi

Besaran dan Satuan Besaran.

 Ukurlah panjang mejamu dengan menggunakan penggaris,

hasilnya ...cm= ...mm=...m.

 Ukurlah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak 5

langkahmu menggunakan jam tanganmu, hasilnya = ....s = ....menit.

 Pada kegiatan di atas, panjang dan waktu tersebut

merupakan besaran. Jadi dapat disimpulkan bahwa definisi besaran adalah sesuatu yang dihasilkan dari

kegiatan ..., mempunyai ...dan ... Satuan

(2)

1. Besaran pokok dan Besarn Turunan A. Besaran Pokok

 Satuan panjang dalam SI adalah m

 Satuan waktu dalam SI adalah ....  Satuan massa dalam SI adalah ...

 Panjang, massa dan waktu termasuk besaran pokok, sehingga dapat disimpulkan definisi dari besaran pokok adalah ... ... ...

 Besaran pokok yang lain

adalah:..., ..., ...

B. Basaran Turunan

 Ukurlah luas buku tulis yang kamu punya dengan

menggunakan penggaris, hasilnya: ...cm2_.

Agar kita dapat mengukur luas buku tulis tersebut kita harus mendapatkan informasi tentang besaran...dan ...

 Ukurlah volume buku tulis yang kamu punya dengan

menggunakan penggaris, hasilnya: ...cm3_.

Agar kita dapat mengukur volume buku tulis tersebut kita harus mendapatkan informasi tentang

besaran..., ...dan ...

 Besaran luas dan volume pada kegiatan di atas

merupakan besaran ...

 Sehingga dapat disimpulkan bahwa definisi besaran turunan adalah besaran yang... . ...

 Keccepatan adalah jarak yang ditempuh dalam satu

satuan waktu, yang dapat dapat diru muskan:

kecepatan

=

perpindahan

waktu

Yang satuannya adalah

… .

, sehingga dapat

disimpulkan bahwa kecepatan diturunkan dari besaran pokok panjang dan waktu

 Massa jenis adalah massa tiap satuan volume, yang

dapat diungkapkan secara matematis

Pertanyaan

 Dari gambar di atas, apakah ciri-ciri dari

pemantulan teratur?

(3)

berkas sinar berkas sinar

datang pantul

bidang pantul

Pertanyaan

 Dari gambar di atas, apakah ciri-ciri dari pemantulan

teratur?

2. Hukum Pemantulan Amati gambar berikut

sinar sinar

pantul datang

Pertanyaan

cermin datar

Pertanyaan

 Dari gambar di atas, bagaimana kondisi sudut pada sinar

datang dengan garis normal dan kondisi sudut sinar pantul dengan garis normal?

 Jika sudut datang dinyatakan dengan i, sudut pantul dinyatakan dengan r, dan garis normal dinyatakan dengan

N, gambarkan jalannya sinar yang memantul pada cermin datar!

 Dari dua contoh di atas, tuliskan secara fisis hubungan

(4)

 Sebuah sinar datang dipancarkan ke cermin datar dengan

membentuk sudut 40o _{dengan cermin. Gambarlah jalannya}

sinar, dan tentukan berapa sudut pantulnya?

garis normal

40

o

i =

r =

 Sebuah sinar datang dipancarkan ke cermin datar dengan

membentuk sudut 40o _{dengan cermin. Gambarlah jalannya}

sinar, dan tentukan berapa sudut pantulnya?

Contoh soal & Penyelesaiannya

 Dua buah cermin datar membentuk sudut 100o_{satu sama}

lain. Sebuah sinar datang (i) pada cermin A dengan sudut 55o

terhadap garis normal. Tentukan arah sinar setelah

dipantulkan oleh cermin B dan hitunglah sudut sinar pantul setelah melalui cermin B.

normal normal 3

2 B

1 Cermin B

1 2

Cermin A 3 100o

Diketahui :

Dari Cermin A

i

A

= 55

o

Sudut cermin A dengan cermin B = 100

o

Ditanya :

r

B

dari cermin B = ………..?

Jawab :

Langkah pertama kita tinjau terlebih dahulu

dari cermin A.

i

A

=55

o

(5)

Langkah kedua kita cari sinar datang i dari cermin B.

Masih ingat mencari sudut dalam segitiga?

Jumlah semua sudut dalam segitiga = 180

o

_.

Maka,

Sudut B

1

= 180

o

– (100+35)

= 180

o

_{– 135}

o

= 45

o

Karena sudut B

1

= 45

o

, maka sudut B

1

= B

2

= B

3

Sehingga sudut B

3

= 45

o

.

Karena sudut B

3

merupakan sudut pantul cermin B, maka

r

B

= 45

0

Jadi sudut pantul dari cermin B adalah 45

o

_.

SOAL

 Dua buah cermin membentuk sudut 120o satu sama

lain. Sebuah sinar datang (i) pada cermin A dengan sudut 60o_{terhadap garis normal. Gambar dan tentukan}

arah sinar setelah dipantulkan oleh cermin B dan hitunglah sudut sinar pantul setelah melalui cermin B.

 Tiga buah cermin A, cermin B, dan cermin C saling di dekatkan.Cermin A dan cermin B membentuk sudut 120o_.

Sementara cermin B dan cermin C membentuk sudut 100o_.

Sebuah sinar datang (i) pada cermin A dengan sudut 70o

terhadap garis normal. Gambar dan tentukan arah sinar setelah dipantulkan oleh cermin B dan kemudian

dipantulkan lagi oleh cermin C. Hitunglah sudut sinar pantul setelah melalui cermin C.

(6)

Empat sifat bayangan pada cermin datar :

 Maya

 Sama besar dengan bendanya (perbesaran = 1)

 Tegak dan berlawanan arah (terbalik) terhadap

bendanya.

 Jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan ke

cermin.

4. Mencari Banyak Bayangan yang dibentuk dua cermin

90o

 Jika dua cermin datar membentuk sudut 90o_{, ada 3}

bayangan yang terbentuk.

 Maka dari peristiwa itu dapat dinyatakan dengan

persamaan :

n =

360 _α

o

- 1

n = banyak bayangan yang terbentuk α = sudut yang dibentuk cermin datar Soal

Berapakah banyak banyangan yang dibentuk oleh dua cermin datar dengan sudut :

a. 30o

b. 45o

c. 60o

d. 180o

(7)

6. Medan Penglihatan Tahukah Kamu??

Panjang minimum cermin datar untuk dapat melihat seluruh bayangan yang diinginkan adalah setengah dari tinggi maksimum benda.

L

Minimum cermin

= ½ L

Maksimum Benda

Contoh soal

Tembok setinggi 15m berdiri di depan cermin datar

yang tingginya 1m dengan jarak 21m. Jika ada

pengamat yang berdiri di antara cermin dengan tembok

dan dapat melihat tinggi tembok secara keseluruhan,

berapakah jarak mata pengamat dengan cermin? (Letak

mata dengan tembok tepat pada pertengahan cermin)

Penyelesaian :

Gambar ilustrasi dari masalah tersebut :

A’

Sinar pantul PM diperpanjang sampai belakang cermin

sehingga diperoleh titik A’, yang merupakan bayangan

dari A. Sama halnya dengan A, Sinar pantul QM

diperpanjang sampai belakang cermin sehingga

diperoleh titik B’, yang merupakan bayangan dari B.

Kita ambil segitiga A’ M C’

A’

(8)

C’

θ

O

M

A’C’ = 7,5 m, OP = 0,5 m

tan θ =

OP

OM

=

0,5

OM

tan θ =

A

'

C

'

C

'

M

=

7,5

C

'

_O

+

OM

0,5

OM

=

7,5

21 +

OM

0,5 (21+OM) = 7,5 OM

10,5 +0,5 OM = 7,5 OM

7 OM = 10,5

OM = 1,5

Jadi jarak mata dengan cermin datar adalah 1,5 m

SOAL

Tembok setinggi 20m berdiri di depan cermin datar

yang tingginya 2m dengan jarak 25m. Jika ada

(9)

Cermin Cekung

1. Sinar-Sinar Istimewa Cermin Cekung

III II I IV

M F

Keterangan :

R = Jari-jari Cermin Cekung F = Titik Fokus Cermin Cekung

 Dari ilustrasi di atas, menurut anda bagaimana jalannya

sinar yang dipantulkan oleh cermin cekung saat sinar datang sejajar sumbu utama?

III II I IV

M F

sinar yang dipantulkan oleh cermin cekung cembung saat sinar datang menuju titik fokus cermin?

III II I IV

M F

 Dari ilustrasi di atas, menurut anda bagaimana jalannya sinar

yang dipantulkan oleh cermin cekung ketika sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin?

(10)

2. Pembentukan Bayangan Cermin Cekung

benda

M F

bayangan

 Dari gambar di atas, benda berada di ruang …………

sedangkan bayangan berada di ruang ……….

 Bayangan bersifat ……….

benda

M F

bayangan

 Dari gambar di atas, benda berada di ruang ………

M F

 Dari gambar di atas, benda berada di ruang ………

 Setelah mengetahui ciri-ciri pembentukan bayangan pada

cermin cekung, apakah yang dapat anda simpulkan dari pembentukan bayangan pada cermin cekung tersebut?

3. Hubungan Jarak Fokus dan Jari-jari Lengkung Cermin

f = ½ R

Keterangan :

f = jarak fokus cermin cekung (cm) R = jari-jari cermin cekung (cm) 4. Perbesaran Bayangan

M =

h

'

(11)

Keterangan :

M = Perbesaran Bayangan h = tinggi benda

h’ = tinggi bayangan s = jarak benda s’ = jarak bayangan

5. Rumus Umum Cermin Lengkung

1

h’ = tinggi benda

h = tinggi bayangan

h

R α F

h’ α

s s’

f

Setelah melihat gambar tersebut kita akan menemukan gambar yang sebangun.

h

s-f h’

s

f

Dari gambar di atas, bagaimana persamaan f, jika dinyatakan dalam s dan s’?

Catatan & INGATTT!!!!!!!!!!!!!!!

 s bertanda (+) jika benda terletak di depan cermin (benda nyata)  s bertanda (-) jika benda terletak di belakang cermin (benda

maya)

 s’ bertanda (+) jika bayangan terletak di depan cermin

(bayangan nyata)

 s’ bertanda (-) jika benda terletak di belakang cermin (bayangan

nyata)

(12)

 f dan R bertanda (+) jika pusat kelengkungan cermin berada di

belakang cermin (cermin cembung)

Soal

Jarak fokus sebuah cermin cekung 8 cm. Gambarkan jalannya sinar dari benda ke cermin cekung, sampai membentuk bayangan. Tentukan letak, perbesaran, dan sifat bayangan dari benda yang terletak di depan cermin sejauh 20 cm.

Gambar.

Letak, perbesaran, dan sifat bayangan.

Cermin Cembung

1. Sinar-Sinar Istimewa Cermin Cembung

III II I IV

M F

Keterangan :

M = Pusat kelengkungan cermin F = Titik Fokus Cermin cembung

sinar yang dipantulkan oleh cermin cembung saat sinar datang sejajar sumbu utama?

III II I IV

(13)

sinar yang dipantulkan oleh cermin cembung saat sinar datang menuju titik fokus cermin?

III II I IV

M F

 Dari ilustrasi di atas, menurut anda bagaimana jalannya sinar yang dipantulkan oleh cermin cembung ketika sinar datang menuju pusat kelengkungan cermin?

 Gambarlah jalannya tiga sinar istimewa yang dalam satu

bidang!

2. Pembentukan Bayangan Cermin Cembung

benda

bayangan

M F

bayangan

 Setelah mengetahui ciri-ciri pembentukan bayangan pada cermin cekung, apakah yang dapat anda simpulkan dari pembentukan bayangan pada cermin cembung tersebut?

(14)

f = ½ R

Keterangan :

f = jarak fokus cermin cembung (cm) R = jari-jari cermin cembung (cm) 4. Perbesaran Bayangan

M =

h

'

h

=

s

'

s

Keterangan :

M = Perbesaran Bayangan h = tinggi benda

h’ = tinggi bayangan s = jarak benda s’ = jarak bayangan

5. Rumus Umum Cermin Cembung

1

h’ = tinggi benda h = tinggi bayangan Soal

Jarak fokus sebuah cermin cembung 10 cm. Gambarkan jalannya sinar dari benda ke cermin cekung, sampai membentuk bayangan. Tentukan letak, perbesaran, dan sifat bayangan dari benda yang terletak di depan cermin sejauh 25 cm.

Gambar.

Letak, perbesaran, dan sifat bayangan.

(15)

Bagaimana proses pembentukan bayangan pada benda yang

berada diantara dua cermin cekung A dan cermin cekung B, jika

bayangan pertama dibentuk oleh cermin cekung A?

F

A

R

A

R

B

F

B

Cermin A

Cermin B

Cekung-Cembung

Bagaimana proses pembentukan bayangan pada benda yang

berada diantara dua cermin cekung A dan cermin cembung B,

jika bayangan pertama dibentuk oleh cermin cekung A?

Cermin Cekung A

Cermin Cembung B

F

A

R

A

F

B

R

B

Perbesaran Total Pada Cermin yang dihadapkan mempunyai

persamaan.

Contoh soal

Sebuah benda berada diantara dua cermin cekung A dan

cermin cekung B. Jarak benda dengan cermin A adalah

LENSA

Lensa Cembung

Sinar-Sinar Istimewa lensa Cembung

F F

(16)

F F

yang dibiaskan oleh cermin cembung saat sinar datang melalui titik fokus?

F F

 Dari ilustrasi di atas, menurut anda bagaimana jalannya sinar yang dibiaskan oleh cermin cembung saat sinar datang titik pusat optik?

 Gambarlah jalannya tiga sinar istimewa yang dalam satu

bidang!

Ingat!!!

s bertanda positif jika benda terletak di depan lensa (benda nyata) s bertanda negatif jika benda terletak di belakang lensa (benda maya)

s’ bertanda positif jika bayangan terletak di depan lensa (bayangan nyata)

s’ bertanda negatif jika bayangan terletak di belakang lensa (benda maya)

f bertanda positif jika pada lensa cembung (konveks) f bertanda negaif jika pada lensa cekung (konkaf) h’ bertanda positif jika bayangan tegak.

h bertanda negatif jika bayangan terbalik.

Lensa Cembung

Sinar-Sinar Istimewa lensa Cembung

(17)

 Dari ilustrasi di atas, menurut anda bagaimana jalannya sinar yang dibiaskan oleh cermin cembung saat sinar datang sejajar sumbu utama?

F F

yang dibiaskan oleh cermin cembung saat sinar datang melalui titik fokus?

F F

yang dibiaskan oleh cermin cembung saat sinar datang titik pusat optik?

(18)