SOAL DAN PENYELESAIAN PEMANTULAN CAHAYA
Soal No.1: Sebuah benda berada 2 meter di depan sebuah cermin datar. Jika benda digeser 3 meter menjauhi cermin, maka jarak benda dan jarak bayangan menjadi ... meter!
Penyelesaian Fisika:
Setelah digeser:
s = 2 + 3=5 meter.
Untuk cermin datar, jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin, maka jarak benda dengan bayangan menjadi:
\[\begin{align*} x &= 2.s\\ x &= 2.(5)\\ x &= 10 m\end{align*}\]
Soal No.2:Jika terdapat sebuah benda berada tepat di depan sebuah cermin datar. Kemudian benda tersebut bergerak menjauh dengan kecepatan tetap sebesar 3 m/s. Hitunglah jarak antara benda dan bayangannya setelah 20 detik!
Penyelesaian Fisika:
Jarak benda dari cermin setelah 10 detik adalah
\[\begin{align*}s &= ν t\\ s &= 3 (20) = 60 m\end{align*}\] Untuk cermin datar, jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan ke cermin, maka jarak benda dengan bayangan menjadi:
\[\begin{align*} x &= 2.s\\ x &= 2.(60)\\ x &= 120 m\end{align*}\]
Soal No.3. Jika terdapat dua buah cermin datar yang membentuk sudut 60º. Kemudian di antara dua cermin tersebut diletakkan sebuah benda. Berapakah jumlah bayangan yang dapat terbentuk ?
Penyelesaian Fisika:
\[\begin{align*} n &= \frac{360}{\alpha } - 1\\ n &= \frac{360}{60 } - 1\\ n &= 6 - 1=5 \end{align*}\]
Soal No.4:Sebuah paku sepanjang 3 cm terletak 40 cm di depan cermin cekung berjari-jari 40 cm. Hitunglah:
(1) Letak bayangan
(2) Perbesaran bayangan
(3) sifat bayangan
Penyelesaian Fisika:
Fokus cermin:\[\begin{align*} f &= \frac{1}{2}R\\f&= \frac{1}{2}40=20cm \end{align*}\](1) Jarak bayangannya: \[\begin{align*} s' &= \frac{sf}{s-f}\\ s' &= \frac{40(20)}{40-20}\\ s' &= +40 cm \end{align*}\](2) Perbesaran:\[\begin{align*} M &= \left |\frac{s'}{s} \right |\\M&= \left |\frac{40}{40}\right |=1x \end{align*}\](3) Sifat bayangan: nyata, terbalik.
Soal No.5: Seorang pengendara motor melihat bayangan kendaraan di belakangnya 1/6 kali ukuran sebenarnya. jika jarak pengemudi tersebut ke kendaraan yang di belakangnya adalah 30 cm, berarti kaca spion motor itu menggunakan cermin dengan jari jari kelengkungan . . . .
A. 7,14 m
B. 8,57 m
C. 12,00 m
D. 17,14 m
E. 24,00 m
Penyelesaian Fisika:
Bayangan oleh cermin cembung seperti kaca spion bersifat maya ( s' bernilai negatip ) dan diperkecil.
\[\begin{align*} 2s &= R\left (1-\frac{1}{M} \right )\\2(30) &= R\left (1-\frac{1}{\frac{1}{6}} \right )\\R&= \frac{60}{-5}=-12cm \end{align*}\]
Soal No.6: Sebuah benda terletak pada sumbu utama cermin cekung bejari-jari 16 cm. Bayangan nyata terbentuk dengan perbesaran 2 kali. Jika benda digeser sejauh 8 cm menjauhi cermin perbesarannya menjadi? A. 4/5 kali
B. 3/2 kali
C. 3/3 kali
D. 2/3 kali
E. 1/4 kali
Penyelesaian Fisika:
Sebelum benda di geser: \[\begin{align*} 2s &= R\left (1+\frac{1}{M} \right )\\2s &= 16\left (1+\frac{1}{2} \right )\\s&= \frac{16\times 3}{4}=12cm \end{align*}\]Setelah di geser 8 cm, jarak benda menjadi s =12+8=20 cm, fokus tetap f = 8 cm
Perbesaran bayangan menjadi: \[\begin{align*} M &= \left |\frac{f}{s-f} \right | \\M &= \left |\frac{8}{20-8} \right | =\frac{2}{3}x \end{align*}\]
Soal No.7: Pada jarak 8 cm di depan cermin lengkung diletakkan suatu benda sehingga dihasilkan bayangan maya dan 3 kali diperbesar. Jarak fokus cermin dan jenis cerminnya adalah . . . .
A. 22 cm, cermin cembung
B. 24 cm, cermin cekung
C. 26 cm, cermin cembung
D. 28 cm, cermin cekung
E. 30 cm, cermin cembung
Penyelesaian Fisika:
Bayangan diperbesar 3 kali, hanya mungkin dihasilkan cermin cekung.
Fokus cermin:
\[\begin{align*} s &=f \left (1-\frac{1}{M} \right ) \\8 &=f \left (1-\frac{1}{3} \right ) \\8 &=f \left (\frac{2}{3} \right ) \\f&=\frac{8\times 3}{2}=12cm \end{align*}\]
Soal No.8: Sebuah benda diletakkan di depan cermin cembung sejauh 20 cm yang jarak fokusnya 30 cm. Letak dan sifat bayangan yang dibentuk cermin tersebut adalah....
A. 60 cm di depan cermin, maya, tegak
B. 60 cm di belakang cermin, nyata, tegak
C. 60 cm di depan cermin, nyata, tegak
D. 12 cm di belakang cermin, maya, tegak
E. 12 cm di depan cermin, nyata, tegak
Penyelesaian Fisika:
Bayangan yang dihasilkan cermin cembung selalu bersifat maya, tegak, diperkecil, di belakang cermin. Jadi tanpa dihitungpun, kita dapat memastikan jawaban soal adalah D.
\[\begin{align*} s' &=\frac{sf}{s-f} \\s' &=\frac{20(-30)}{20-(-30)} \\s' &=\frac{600}{50}=12cm \end{align*}\]
Soal No.9: Di depan cermin cembung diletakkan sebuah benda setinggi 7 cm dengan jarak 25 cm dari cermin tersebut. Jika jarak fokus cermin tersebut 10 cm, tentukanlah pembesaran bayangan yang dihasilkan
Penyelesaian Fisika:
\[\begin{align*} M &=\left |\frac{f}{s-f} \right | \\M &=\left |\frac{-10}{25-(-10)} \right |=\frac{10}{35} \\M&=\frac{2}{7}x \end{align*}\]
Soal No.10: Sebuah benda setinggi 7 cm diletakkan 25 cm di depan sebuah cermin cembung yang jarak fokusnya 10 cm. Tentukan tinggi bayangan benda!
Penyelesaian Fisika:
\[\begin{align*} \frac{h'}{h} &=\left |\frac{f}{s-f} \right | \\\frac{h'}{7} &=\left |\frac{-10}{25-(-10)} \right |=\frac{10}{35} \\h' &=2cm \end{align*}\]
