TUGAS TUTORIAL ONLINE 1

TUGAS TUTORIAL ONLINE 1 Mata kuliah : Fisika Dasar 2

OLEH :

Asry Nurhidayah (043925656)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS TERBUKA 2022

1. Perhatikan gambar berikut ini:

Gambar a

Gambar b Gambar c

Berdasarkan gambar di atas maka:

a. Jelaskan fungsi dari bagian-bagian mata pada gambar a!

Jawab :

- Fungsi lensa adalah membantu memfokuskan cahaya dan bayangan pada retina.

Lensa ini memberi mata Anda 25-35 persen kekuatan pemfokusan.

- Retina digunakan untuk menangkap cahaya yang diproses sehingga Anda dapat melihat sesuatu dengan jelas.

- Pupil berfungsi untuk cahaya menembus mata sehingga diarahkan ke retina untuk memulai proses penglihatan.

- Otot siliaris berfungsi untuk menahan lensa agar tetap pada tempatnya, mengubah bentuk lensa agar cahaya diarahkan ke retina, dan membuat humor aquos, cairan yang menyebabkan perubahan bentuk mata.

b. Dari ketiga gambar tersebut, manakah yang mata normal? Manakah yang mata cacat? Masing-masing yang cacat mata merupakan cata mata apa saja?

Jawab :

Gambar a adalah mata normal dengan lensa rileks yang terfokus pada bayangan tak berujung.

Sedangkan gambar b dan c merupakan mata yang cacat. Gambar b untuk mata hipermetropi dan gambar c untuk mata rabun jauh (miopia).

c. Uraikan perbedaan ciri mata pada gambar b dan c di atas!

Jawab :

Gambar b adalah hipermetropi, yaitu menyebabkan lensa mata menjadi terlalu pipih, ukuran bola mata terlalu pendek, sehingga bayangan jatuh di belakang retina.

Gambar c merupakan kelainan mata Miopi yang menyebabkan lensa mata menjadi terlalu cembung, ukuran bola mata jauh lebih besar dari ukuran normal, sehingga bayangan benda jatuh di depan retina.

d. Jelaskan cara mengatasi setiap cacat mata pada gambar di atas dengan menggambarkan pembentukan bayangan ketika menggunakan alat optik ! Jawab :

- Rabun dekat (Hipermetropi) dapat diatasi dengan menggunakan kaca mata berlensa cembung (positif).

Setelah menggunakan kacamata positif (lensa cembung), benda pada jarak jauh memiliki bayangan maya (s') pada jarak baca normal (25 cm) di depan kaca (s' negatif). Bayangan ini dipantulkan kembali ke lensa mata dan jatuh langsung ke retina.

Kinerja lensa hipermetropik dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

Setelah menggunakan kacamata positif (lensa cembung), benda pada jarak jauh memiliki bayangan maya (s') pada jarak baca normal (25 cm) di depan kaca (s' negatif). Bayangan ini dipantulkan kembali ke lensa mata dan jatuh langsung ke retina.

Kinerja lensa hipermetropik dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

𝑃 =¹

𝑆+ ¹

−𝑆𝑛 𝑃 = ¹

0,25+ ¹

−𝑆𝑛 𝑃 = 4 − ¹

𝑆𝑛

- Penderita rabun jauh (Miopi) memiliki titik jauh lebih dekat lain pada mata normal yang lebih dekat dari titik terjauh mata normal, dan titik terjauh mata normal lebih pendek dari titik terjauh mata normal (25 cm).

Ketika mata miopi melihat benda dengan jarak tak terhinggat maka bayangan benda jatuh di depan retina. Kondisi ini terjadi karena lensa mata tidak bisa memipih dengan baik sesuai yang diperlukannya. Rabun jauh dapat diobati dengan menggunakan lensa cekung (negatif).

Kinerja lensa mata manusia untuk penglihatan dekat dapat ditentukan dengan menggunakan rumus pembiasan cahaya sebagai berikut.

Dengan menggunakan lensa negatif, benda yang terletak di titik tak terhingga (s = ~) dibiaskan dan mempunyai bayangan tepat di retina. Titik jauh miopi (PR) di depan lensa (s’ bernilai negatif). Bayangan ini akan dibiaskan kembali oleh lensa mata dan menghasilkan bayangan tepat di retina.

Kekuatan lensa mata penderita rabun jauh dapat ditentukan dengan menggunakan rumus pembiasan cahaya, sebagai berikut.

1 𝑓= ¹

𝑆+ ¹

𝑆^′

Dengan menggunakan persamaan pembiasan cahaya pada lensa tersebut, kita dapat menentukan kekuatan lensa yang digunakan penderita miopi dengan persamaan berikut ini (s

= ~ dan s’ = −PR).

𝑃 =¹

𝑆+ ¹

𝑆^′ 𝑃 = ¹

~+ ¹

−𝑃𝑅 𝑃 = − ¹

𝑃𝑅

𝑃 = −¹⁰⁰

𝑃𝑅

2. Pada sebuah percobaan Dua celah sempit berjarak 0,5 mm disinari cahaya dengan panjang gelombang 600 nm. Dari percobaan tersebut menghasilkan interfernsi gelombang cahaya yang menyinari celah ganda tersebut.

Pertanyaannya :

a. Hitung tiga nilai sudut terkecil di mana terjadi interferensi konstruktif ! Jawab :

Diketahui :

𝑑 = 0,5 𝑚𝑚 = 0,0005 = 5 × 10⁻⁴𝑚 λ = 600 m = 600 × 10⁻⁹= 6 × 10⁻⁷

Ditanya :

Tiga sudut terkecil dimana terjadi interferensi konstruktif

Penyelesaian : n λ = ∆𝑠

n λ = 𝑑 sin 𝜃

sin 𝜃 =^𝑛𝜆

𝑑 sin 𝜃 =^{(0)(6×10−7)}

5×10⁻⁴ = 0 → 𝜃₀= 0°

sin 𝜃 =^(1)(6×10_5×10−4⁻⁷⁾= 1,2 × 10⁻³= 0,0012 → 𝜃₀= 0,068°

sin 𝜃 =^{(2)(6×10−7)}

5×10⁻⁴ = 2,4 × 10⁻³= 0,0024 → 𝜃₀= 0,137°

b. Hitung tiga nilai sudut terkecil di mana terjadi interferensi destruktif!

Jawab :

Diketahui :

𝑑 = 0,5 𝑚𝑚 = 0,0005 = 5 × 10⁻⁴𝑚 λ = 600 m = 600 × 10⁻⁹= 6 × 10⁻⁷

Ditanya :

Tiga sudut terkecil dimana terjadi interferensi destruktif

Penyelesaian :

𝑛𝜆 +¹

2𝜆 = ∆𝑠

𝑛𝜆 +¹

2𝜆 = 𝑑 sin 𝜃

sin 𝜃 =^𝑛𝜆+

1 2𝜆 𝑑

sin 𝜃 =^(0)𝜆+

1

2(6×10⁻⁷)

5×10⁻⁴ = ^3×10−7

5×10⁻⁴ = 0,0006 → 𝜃₀ = 0,034°

sin 𝜃 =^(1)𝜆+

1

2(6×10⁻⁷)+¹₂(6×10⁻⁷)

5×10⁻⁴ = ^9×10−7

5×10⁻⁴ = 0,0018 → 𝜃₀ = 0,137°

sin 𝜃 =^(2)𝜆+

1

2(6×10⁻⁷)+¹

2(6×10⁻⁷)

5×10⁻⁴ = ^15×10−7

5×10⁻⁴ = 0,003 → 𝜃₀ = 0,172°

c. Berdasarkan data poin a dan b, maka apa beda sudut terkecil pada interferensi konstruktif dan destruktif? Jelaskan pendapat Anda

Jawab :

Interferensi konstruktif terjadi ketika superposisi menghasilkan gelombang yang makin menguat.

Interferensi destruktif terjadi ketika superposisi menghasilkan gelombang baru yang saling melemahkan.

3. Sebuah peristiwa gelombang berjalan sinusoidal pada sebuah tali berkaitan dengan 2 persamaan gelombang berjalan berikut:

y = 0.04 sin (2πx + 10πt) y = 0.04 sin (2πx − 10πt)

dengan y dan x dalam satuan m dan t dalam satuan s.

Pertanyaannya:

a. Tentukan amplitude gelombang berdiri tersebut dengan tepat!

Jawab :

Kedua gelombang sinusoidal memiliki panjang gelombang dan amplitudo yang sama dan merambat dalam arah yang berlawanan. Pertama ke kiri dan yang kedua ke arah kanan.

Dengan menerapkan superposisi kita akan mendapatkan persamaan gelombang berdiri : 𝑦 = 2 𝐴 sin 𝑘𝑥 cos 𝜔 𝑡

Diketahui : A = 0,04 m 𝜔 = 10𝜋 𝑘 = 2𝜋

Maka data subtitusikan ke persamaan diatas, sehingga : 𝑦 = 2(0,04) sin 2𝜋𝑥 cos 10𝜋 𝑡

𝑦 = 0,08 sin 2𝜋𝑥 cos 10𝜋 𝑡

Dari hasil diatas maka amplitudo yaitu 0,08.

b. Tentukan besar amplitudo gelombang stationer yang dihasilkan oleh superposisi dua buah gelombang tersebut untuk nilai x = 1/12 m!

Jawab : Diketahui : A = 0,08 m 𝜔 = 10𝜋 𝑘 = 2𝜋

Penyelesaian : 𝐴𝑠 = 0,08 sin 2𝜋𝑥 𝐴𝑠 = 0,08 sin 2𝜋 (1 12⁄ )

𝐴𝑠 = 0,08 sin(𝜋 6⁄ ) 𝐴𝑠 = 0,08 (0,5) = 0,04 𝑚

4. Diketahui 2 buah muatan masing-masing sebesar -8,1 C dan +10 C terpisah dengan jarak 9 m lalu jarak diperkecil menjadi setengah kali semula. Misal k = 9

× 109 Nm2 C–2 .

a. Hitunglah besar gaya Coulomb yang terjadi pada kedua muatan pada kedua jarak

tersebut!

Jawab : Diketahui : Q1 = -8,1 C Q2 = +10 C r = 9 m

k = 9 × 10⁹ 𝑁𝑚²𝐶⁻² Penyelesaian : 𝐹 =^𝑞1𝑞2

𝑟²

=^9×109 .(−8,1)(10)

9² =^{9×109(−81)}

81 = −9 × 10⁹𝑁

Diketahui jarak setengah dari semula r = 4,5 m² 𝐹 =^9×109.(−8,1)(10)

(4,5)² =^{9×109(−81)}

20,25

= −4. 9 × 10⁹ 𝑁

= −36 × 10⁹𝑁

b. Gaya yang terjadi apakah tarik menarik atau tolak menolak?

Jawab :

Nilai yang dihasilkan negatif, maka gaya yang bekerja adalah gaya listrik tarik-menarik yang besarnya 36 × 10⁹ 𝑁.

c. Gambarkan garis gaya yang terjadi pada kedua jarak tersebut yang bisa memvisualkan kekuatan gaya coloumb yang terjadi!

Jawab : r

Tarik menarik

Q1 Q2

5. Jika ada dua muatan yang berdekatan dengan jarak tertentu, maka akan ada interaksi antara dua muatan tersebut (tarik menarik antara muatan positif dan negative serta tolakmenolak jika kedua muatan tersebut sejenis).

Pertanyaannya:

a. Jika ada 3 muatan positif dengan besar yang sama (+q) berada pada ujung tiap sudut segitiga sama kaki dengan panjang sisi 2m, maka tentukanlah besar gaya yang mempengaruhi tiap muatan tersebut!

Jawab : Diketahui : 3 muatan jenis q+

r = 2m Ditanya :

Besar gaya muatan Penyelesaian : 𝑅₁ = √𝐾^𝑞2

2²+ 𝐾^𝑞2

2²+ 2 (𝐾^𝑞2

2²× 𝐾^𝑞2

2²) ×¹

2

=¹

2𝐾. 𝑞²+ ¹

16𝐾²𝑞² 𝑅₁ = 𝑅₂ = 𝑅₃

b. Berikan contoh peristiwa/fenomena yang merupakan penerapan aplikasi hokum coloumb dalam kehidupan sehari-hari dan jelaskan prosedur terjadinya gaya coloumb pada salah satu fenomena tersebut!

+ -

Jawab :

- Menyisir

Menyisir merupakan kegiatan yang sering dilakukan untuk membersihkan rambut dan mengubah bentuk sisir. Pada menyisir terdapat interaksi antara rambut dan sisir.

- Penggaris

Penggaris yang digosokan ke kain sutra akan memiliki muatan listrik dan penggaris bermuatan listrik jika didekatkan dengan kertas, akan membuat kertas menjadi tertarik.

- Elektroskop

Elektroskop adalah alat yang dirancang khusus untuk menentukan kelas muatan suatu benda, dan alat ini banyak digunakan oleh para ilmuwan yang mempelajari benda tersebut. Menarik atau menolak suatu objek dapat menghasilkan jenis muatan yang berbeda, dan deteksi elektroskop bisa jauh lebih cepat.

- Penangkal Petir

muatan listrik yang memiliki kutub positif akan memiliki resiko kerusakan tinggi di bumi dan penangkal petir menjadi salah satu penerapan hukum Coulomb dalam kehidupan sehari-hari.

- Pelat logam penggumpal Asap

Peranan pelat logam dalam penggumpal asap sangatlah penting, karena mampu mengurangi polusi udara dan bisa memperbaiki udara yang sudah jelek.

Referensi :

- Modul Fisika Dasar 2

- https://www.klinikmatanusantara.com/id/ketahui-lebih-lanjut/info-kesehatan-mata- dari-kmn-eyecare/artikel/retina-berfungsi-untuk-menangkap-cahaya-bagaimana-cara- kerjanya/

- https://www.klinikmatanusantara.com/id/ketahui-lebih-lanjut/info-kesehatan-mata- dari-kmn-eyecare/artikel/bagian-bagian-mata-dan-fungsinya-pupil-mata/

- https://www.klinikmatanusantara.com/id/ketahui-lebih-lanjut/tentang-mata/

- https://www.amongguru.com/jenis-jenis-cacat-mata-penyebab-dan-cara- mengatasinya/