Modul Ajar Ilmu Pengetahuan Alam Kelas 8 SMP: Getaran, Gelombang, dan Cahaya (Bab 4)

Pembelajaran getaran harmonik (frekuensi dan periode), gelombang transversal/longitudinal, perambatan bunyi dan resonansi, serta optika cahaya (pemantulan cermin datar/cekung/cembung dan pembiasan lensa).

Capaian dan tujuan pembelajaran

  • Peserta didik mampu menghitung periode, frekuensi getaran, dan cepat rambat gelombang.
  • Peserta didik mampu menjelaskan karakteristik gelombang bunyi dan mekanisme pendengaran.
  • Peserta didik mampu melukiskan pembentukan bayangan pada cermin dan lensa serta menghitung perbesaran bayangan.

Materi pokok & uraian konsep pembelajaran

Getaran adalah gerak bolak-balik secara periodik di sekitar titik keseimbangan. Besaran getaran meliputi simpangan terjauh (*amplitudo*), periode getar (waktu satu getaran penuh T = t/n), dan frekuensi (jumlah getaran per sekon f = n/t), di mana T = 1/f.

Gelombang adalah getaran yang merambat dengan membawa energi tanpa memindahkan mediumnya. Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, gelombang dibedakan menjadi gelombang transversal (bukit dan lembah) dan gelombang longitudinal (rapatan dan renggangan). Persamaan cepat rambat gelombang dirumuskan v = λ . f.

Gelombang bunyi adalah gelombang mekanik longitudinal yang memerlukan medium untuk merambat dan mengalami pemantulan (gema dan gaung). Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik transversal yang memiliki sifat merambat lurus, dapat dipantulkan (hukum Snellius pemantulan), dan dapat dibiaskan saat melintasi dua medium berbeda kerapatan optik.

Peta subtopik bahasan

  • Konsep Getaran Harmonik, Frekuensi, dan Periode

    Menghitung frekuensi f = n/t dan periode T = t/n pada bandul sederhana.

  • Karakteristik Gelombang Transversal dan Longitudinal

    Menghitung panjang gelombang λ dan cepat rambat gelombang v = λ.f.

  • Gelombang Bunyi, Resonansi, dan Pemantulan Bunyi

    Menganalisis frekuensi infrasonik, audiosonik, ultrasonik, serta kedalaman laut s = (v.t)/2.

  • Sifat Cahaya, Cermin, Lensa, dan Alat Optik

    Menerapkan rumus cermin/lensa 1/f = 1/s + 1/s' serta pembentukan bayangan mata dan lup.

Istilah kunci dan glosarium

Frekuensi (f)
Banyaknya getaran atau gelombang lengkap yang terjadi dalam satuan waktu satu sekon (satuan Hertz / Hz).
Periode (T)
Waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk melakukan satu kali getaran penuh (satuan sekon / s).
Panjang Gelombang (λ)
Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu periode, yaitu jarak antara dua puncak gelombang yang berurutan.
Resonansi
Peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran benda lain karena memiliki frekuensi alami yang sama.
Pembiasan Cahaya
Peristiwa pembelokan arah rambat cahaya saat merambat melalui dua medium transparan yang berbeda kerapatan optiknya.

Instrumen asesmen formatif & contoh soal pembelajaran

5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.

Soal 1

Sebuah bandul berayun bolak-balik sebanyak 60 kali dalam waktu 15 detik. Frekuensi dan periode getaran bandul tersebut berturut-turut adalah...

  • A. 4 Hz dan 0,25 sekon
  • B. 0,25 Hz dan 4 sekon
  • C. 4 Hz dan 4 sekon
  • D. 15 Hz dan 60 sekon
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan A

Pembahasan: Frekuensi f = n / t = 60 / 15 = 4 Hz. Periode T = 1 / f = 1 / 4 = 0,25 sekon.

Soal 2

Sebuah gelombang memiliki panjang gelombang (λ) sebesar 2 meter dan merambat dengan frekuensi 150 Hz. Cepat rambat gelombang tersebut adalah...

  • A. 75 m/s
  • B. 150 m/s
  • C. 300 m/s
  • D. 600 m/s
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan C

Pembahasan: Cepat rambat (v) = λ x f = 2 m x 150 Hz = 300 m/s.

Soal 3

Sebuah kapal mengirimkan sinyal gelombang ultrasonik ke dasar laut dan menerima pantulan bunyinya kembali setelah 1,6 sekon. Jika cepat rambat bunyi di air laut adalah 1.500 m/s, maka kedalaman laut tersebut adalah...

  • A. 1.200 meter
  • B. 2.400 meter
  • C. 3.000 meter
  • D. 4.800 meter
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan A

Pembahasan: Kedalaman s = (v x t) / 2 = (1.500 m/s x 1,6 s) / 2 = 2.400 / 2 = 1.200 meter.

Soal 4

Sifat bayangan yang selalu dibentuk oleh cermin datar adalah...

  • A. Nyata, tegak, dan diperbesar
  • B. Maya, tegak, dan sama besar
  • C. Nyata, terbalik, dan diperkecil
  • D. Maya, terbalik, dan diperbesar
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: Cermin datar selalu membentuk bayangan yang bersifat maya (di belakang cermin), tegak, dan sama besar persis dengan ukuran bendanya.

Soal 5

Rentang frekuensi gelombang bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia normal (audiosonik) adalah...

  • A. Kurang dari 20 Hz
  • B. 20 Hz sampai 20.000 Hz
  • C. Lebih dari 20.000 Hz
  • D. Hanya pada frekuensi 1.000 Hz
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: Telinga manusia sehat dapat merespons gelombang bunyi audiosonik dalam batas frekuensi 20 Hz hingga 20.000 Hz.

Petunjuk penggunaan berkas

Setelah mengunduh berkas perangkat ajar, ikuti langkah berikut untuk menggunakannya secara optimal:

  1. Buka dokumen menggunakan Microsoft Word, Google Docs, atau LibreOffice.
  2. Sesuaikan identitas satuan pendidikan, nama guru pengampu, NIP, serta alokasi waktu kelas.
  3. Cetak instrumen asesmen atau bagikan lembar kerja (LKPD) kepada peserta didik.

Bahan ajar Ilmu Pengetahuan Alam lainnya

  • Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah

    Ilmu Pengetahuan Alam SMP Kelas 7 · Semester 1

  • Zat dan Perubahannya

    Ilmu Pengetahuan Alam SMP Kelas 7 · Semester 1

  • Suhu, Kalor, dan Pemuaian

    Ilmu Pengetahuan Alam SMP Kelas 7 · Semester 1