Fisika kelas 8 semester 2 membawa kita menjelajahi konsep-konsep menarik seperti cahaya, optik, getaran, gelombang, dan bunyi. Memahami materi ini dengan baik akan menjadi fondasi penting untuk mempelajari fisika di jenjang pendidikan selanjutnya. Artikel ini akan menyajikan berbagai contoh soal fisika kelas 8 semester 2, lengkap dengan pembahasan mendalam, untuk membantu Anda menguasai materi dan mempersiapkan diri menghadapi ujian.
I. Cahaya dan Optik
Cahaya dan optik mempelajari sifat-sifat cahaya, bagaimana cahaya berinteraksi dengan materi, dan bagaimana kita memanfaatkan cahaya untuk membentuk bayangan melalui alat optik seperti cermin dan lensa.
Contoh Soal 1:
Sebuah benda diletakkan 15 cm di depan sebuah cermin cembung yang memiliki jari-jari kelengkungan 30 cm. Tentukan jarak bayangan, perbesaran bayangan, dan sifat bayangan yang terbentuk.
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Jarak benda (s) = 15 cm
- Jari-jari kelengkungan (R) = 30 cm
- Fokus (f) = R/2 = 15 cm (karena cermin cembung, fokus bernilai negatif, jadi f = -15 cm)
-
Ditanya:
- Jarak bayangan (s’)
- Perbesaran (M)
- Sifat bayangan
-
Rumus yang digunakan:
- 1/f = 1/s + 1/s’ (Rumus umum cermin)
- M = -s’/s (Perbesaran)
-
Penyelesaian:
-
Mencari jarak bayangan (s’):
1/(-15) = 1/15 + 1/s’
-1/15 – 1/15 = 1/s’
-2/15 = 1/s’
s’ = -15/2 = -7.5 cm
-
Mencari perbesaran (M):
M = -(-7.5)/15 = 7.5/15 = 0.5
-
-
Kesimpulan:
- Jarak bayangan (s’) = -7.5 cm (tanda negatif menunjukkan bayangan berada di belakang cermin)
- Perbesaran (M) = 0.5 (bayangan diperkecil)
- Sifat bayangan: Maya, tegak, diperkecil.
Contoh Soal 2:
Seorang siswa melihat sebuah benda melalui lensa cembung dengan jarak fokus 10 cm. Jika benda tersebut berada 25 cm dari lensa, tentukan jarak bayangan dan sifat bayangan yang terbentuk.
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Jarak benda (s) = 25 cm
- Jarak fokus (f) = 10 cm
-
Ditanya:
- Jarak bayangan (s’)
- Sifat bayangan
-
Rumus yang digunakan:
- 1/f = 1/s + 1/s’ (Rumus umum lensa)
- M = -s’/s (Perbesaran)
-
Penyelesaian:
-
Mencari jarak bayangan (s’):
1/10 = 1/25 + 1/s’
1/10 – 1/25 = 1/s’
5/50 – 2/50 = 1/s’
3/50 = 1/s’
s’ = 50/3 = 16.67 cm
-
Mencari perbesaran (M):
M = -(50/3)/25 = -50/(3*25) = -2/3 = -0.67
-
-
Kesimpulan:
- Jarak bayangan (s’) = 16.67 cm (tanda positif menunjukkan bayangan berada di belakang lensa)
- Perbesaran (M) = -0.67 (bayangan diperkecil dan terbalik)
- Sifat bayangan: Nyata, terbalik, diperkecil.
Contoh Soal 3:
Sebuah cahaya monokromatik datang dari udara ke dalam air dengan sudut datang 30°. Jika indeks bias air adalah 4/3, tentukan sudut biasnya.
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Sudut datang (i) = 30°
- Indeks bias udara (n1) = 1
- Indeks bias air (n2) = 4/3
-
Ditanya:
- Sudut bias (r)
-
Rumus yang digunakan:
- Hukum Snellius: n1 sin i = n2 sin r
-
Penyelesaian:
- 1 sin 30° = (4/3) sin r
- 1 (1/2) = (4/3) sin r
- 1/2 = (4/3) * sin r
- sin r = (1/2) * (3/4) = 3/8
- r = arcsin(3/8) ≈ 22.02°
-
Kesimpulan:
- Sudut bias (r) ≈ 22.02°
II. Getaran dan Gelombang
Getaran dan gelombang mempelajari tentang gerak periodik yang berulang secara teratur (getaran) dan bagaimana energi dapat dipindahkan melalui medium tanpa memindahkan medium itu sendiri (gelombang).
Contoh Soal 1:
Sebuah bandul sederhana berayun dengan periode 2 detik. Jika panjang tali bandul adalah 1 meter, berapakah percepatan gravitasi di tempat tersebut?
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Periode (T) = 2 detik
- Panjang tali (L) = 1 meter
-
Ditanya:
- Percepatan gravitasi (g)
-
Rumus yang digunakan:
- T = 2π√(L/g) (Periode bandul sederhana)
-
Penyelesaian:
- 2 = 2π√(1/g)
- 1 = π√(1/g)
- 1/π = √(1/g)
- (1/π)² = 1/g
- g = π² ≈ 9.87 m/s²
-
Kesimpulan:
- Percepatan gravitasi (g) ≈ 9.87 m/s²
Contoh Soal 2:
Sebuah gelombang transversal memiliki panjang gelombang 2 meter dan frekuensi 5 Hz. Hitunglah cepat rambat gelombang tersebut.
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Panjang gelombang (λ) = 2 meter
- Frekuensi (f) = 5 Hz
-
Ditanya:
- Cepat rambat gelombang (v)
-
Rumus yang digunakan:
- v = λ * f (Cepat rambat gelombang)
-
Penyelesaian:
- v = 2 * 5 = 10 m/s
-
Kesimpulan:
- Cepat rambat gelombang (v) = 10 m/s
Contoh Soal 3:
Dua buah gabus terapung di permukaan air yang berjarak 3 meter satu sama lain. Keduanya naik turun bersamaan dengan adanya gelombang air. Jika dalam 5 detik terdapat 10 gelombang yang melewati kedua gabus tersebut, tentukan:
- a. Frekuensi gelombang
- b. Panjang gelombang
- c. Cepat rambat gelombang
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Jarak antar gabus (d) = 3 meter
- Waktu (t) = 5 detik
- Jumlah gelombang (n) = 10
-
Ditanya:
- a. Frekuensi (f)
- b. Panjang gelombang (λ)
- c. Cepat rambat gelombang (v)
-
Rumus yang digunakan:
- f = n/t (Frekuensi)
- v = λ * f (Cepat rambat gelombang)
-
Penyelesaian:
- a. Frekuensi (f) = 10/5 = 2 Hz
- b. Jarak antar gabus sama dengan 1.5 panjang gelombang (karena keduanya naik turun bersamaan), maka:
- 1.5λ = 3
- λ = 3/1.5 = 2 meter
- c. Cepat rambat gelombang (v) = 2 * 2 = 4 m/s
-
Kesimpulan:
- a. Frekuensi gelombang (f) = 2 Hz
- b. Panjang gelombang (λ) = 2 meter
- c. Cepat rambat gelombang (v) = 4 m/s
III. Bunyi
Bunyi mempelajari tentang gelombang longitudinal yang dihasilkan oleh getaran suatu benda dan bagaimana kita mendengarnya.
Contoh Soal 1:
Sebuah sumber bunyi menghasilkan bunyi dengan frekuensi 440 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan panjang gelombang bunyi tersebut.
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Frekuensi (f) = 440 Hz
- Cepat rambat bunyi (v) = 340 m/s
-
Ditanya:
- Panjang gelombang (λ)
-
Rumus yang digunakan:
- v = λ * f (Cepat rambat gelombang)
-
Penyelesaian:
- 340 = λ * 440
- λ = 340/440 ≈ 0.77 meter
-
Kesimpulan:
- Panjang gelombang (λ) ≈ 0.77 meter
Contoh Soal 2:
Seseorang berdiri di depan tebing dan berteriak. Ia mendengar gema setelah 2 detik. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, berapakah jarak orang tersebut dari tebing?
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Waktu (t) = 2 detik
- Cepat rambat bunyi (v) = 340 m/s
-
Ditanya:
- Jarak (s)
-
Rumus yang digunakan:
- s = v t (Jarak = Kecepatan Waktu)
-
Penyelesaian:
- Bunyi menempuh jarak bolak-balik (ke tebing dan kembali), sehingga waktu tempuh satu arah adalah t/2 = 2/2 = 1 detik.
- s = 340 * 1 = 340 meter
-
Kesimpulan:
- Jarak orang tersebut dari tebing (s) = 340 meter
Contoh Soal 3:
Intensitas bunyi sebuah sumber bunyi adalah 10⁻⁶ W/m². Jika intensitas ambang pendengaran adalah 10⁻¹² W/m², tentukan taraf intensitas bunyi tersebut dalam desibel (dB).
Pembahasan:
-
Diketahui:
- Intensitas bunyi (I) = 10⁻⁶ W/m²
- Intensitas ambang pendengaran (I₀) = 10⁻¹² W/m²
-
Ditanya:
- Taraf intensitas bunyi (TI)
-
Rumus yang digunakan:
- TI = 10 log (I/I₀) dB
-
Penyelesaian:
- TI = 10 log (10⁻⁶ / 10⁻¹²)
- TI = 10 log (10⁶)
- TI = 10 * 6 = 60 dB
-
Kesimpulan:
- Taraf intensitas bunyi (TI) = 60 dB
Kesimpulan:
Dengan memahami konsep-konsep dasar fisika kelas 8 semester 2 dan berlatih mengerjakan berbagai contoh soal, Anda akan semakin siap menghadapi ujian dan menguasai materi dengan baik. Jangan ragu untuk mencari referensi lain, berdiskusi dengan teman, atau bertanya kepada guru jika Anda mengalami kesulitan. Selamat belajar!
Tinggalkan Balasan