10 Teladan Soal Pemantulan Cahaya Beserta Jawabannya

Pemantulan cahaya atau refleksi yakni proses terpancarnya kembali cahaya dari permukaan benda yang terkena cahaya. Peristiwa pemantulan cahaya sanggup terjadi pada permukaan cermin, baik itu cermin datar, cermin cekung, maupun cermin cembung. Dalam konsep pemantulan cahaya, tentunya tidak terlepas dari Hukum Snellius ihwal pemantulan cahaya. Adapun rumusan Hukum Pemantulan Cahaya Snellius antara lain sebagai berikut.

□ Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

□ Sudut tiba sama dengan sudut pantul. Secara matematis, persamaan sudut tiba dan sudut pantul dituliskan dalam bentuk rumus berikut.

θi = θr

□ Sinar tiba tegak lurus cermin akan dipantulkan kembali.

Nah, pada kesempatan kali ini kita akan membahas kumpulan referensi soal yang berafiliasi dengan insiden pemantulan cahaya lengkap dengan pembahasannya. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik klarifikasi berikut ini. selamat mencar ilmu dan semoga sanggup paham.

1. Dua buah cermin disusun menyerupai pada gambar di bawah ini. Apabila sinar tiba pada cermin A mempunyai sudut tiba 40°, tentukanlah arah sinar pantul (sudut pantul) oleh cermin B.

Gambar

Jawab

Di titik A, i yakni sudut tiba = 40°.

Berdasarkan Hukum Pemantulan, i = r maka r = 40°.

∠P = ∠BAO = ∠NAO − ∠r = 90° − 40° = 50°

Besar sudut r’ dapat dicari dari

⇔ ∠r’ + ∠P + ∠AOB = 180°

⇔ ∠r’ + 50° + 90° = 180°

⇔ ∠r’ + 140° = 180°

⇔ ∠r’ = 180° − 140°

⇔ ∠r’ = 40°

Besarnya sudut i1 dapat dicari dari

⇔ ∠r’ + ∠i1 = 90°

⇔ 40° + ∠i1 = 90°

⇔ ∠i1 = 90° − 40°

⇔ ∠i1 = 50°

∠i1 merupakan sudut tiba terhadap cermin B.

Berdasarkan Hukum Pemantulan, di titik B berlaku:

∠i1 = ∠r1

∠r1 = 50°

Jadi, arah sinar pantul oleh cermin B membentuk sudut 50° terhadap garis normal.

2. Hitunglah panjang minimum suatu cermin yang diperlukan biar seorang penari adab yang tinggi badannya 160 cm sanggup melihat seluruh tubuhnya.

Jawab:

Panjang minimum cermin yang diperlukan yakni setengah kali tinggi tubuh seseorang, sehingga:

Panjang cermin minimum = ½ × tinggi badan

Panjang cermin minimum = ½ × (160 cm)

Panjang cermin minimum = 80 cm

Jadi, penari adab tersebut sanggup melihat seluruh tubuhnya apabila bangkit di depan cermin datar yang panjangnya 80 cm.

3. Sebuah benda diletakkan di antara dua buah cermin datar yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk sudut sebesar 45°  satu sama lain. Berapakah jumlah bayangan benda yang terbentuk?

Penyelesaian:

Diketahui : θ = 45° 

Ditanya : n = ?

Jawab:

n = (360°/45°) – 1

n = 8 – 1

n = 7 

Jadi, banyaknya bayangan yang terbentuk yakni 7 buah bayangan.

Catatan Penting: Jika hasil pembagian merupakan bilangan desimal, maka sebelum atau sehabis dikurang 1, harus dibulatkan ke bawah. Sebagai contoh, apabila sudut apit kedua cermin sebesar 50°, maka jumlah bayangan yakni sebagai berikut: n = (360°/50°) – 1 n = 7,2 – 1 n = 6,2 n = 6

4. Benda setinggi 6 cm berada di depan cermin cekung yang berjari-jari 30 cm. kalau jarak benda ke cermin 20 cm, maka tentukanlah jarak bayangan, perbesaran bayangan, tinggi bayangan dan sifat bayangan.

Penyelesaian:

Diketahui:

h = 6 cm

R = 30 cm

s = 20 cm

f = ½ R = 15 cm

Ditanyakan: s’, M, h dan sifat bayangan.

Jawab

■ Jarak bayangan

1/f = 1/s + 1/s’

1/15 = 1/20 + 1/s’

1/s’ = 1/15 – 1/20

1/s’ = 4/60 – 3/60

1/s’ = 1/60

s' = 60 cm

Jadi, bayangan benda berada di depan cermin dengan jarak 60 cm.

■ Perbesaran bayangan

M = |s’/s|

M = |60/20|

M = 3x

Jadi, perbesaran bayangan benda yakni 3x dari benda aslinya.

■ Tinggi Bayangan

M = h’/h

3 = h’/6

h' = 3 × 6

h' = 18 cm

Jadi, tinggi bayangan benda yakni 18 cm.

■ Sifat Bayangan

Dari perhitungan di atas kita peroleh data berikut.

s' = 60 cm

h' = 18 cm

• s’ bernilai positif maka bayangan berada di depan cermin sehingga bersifat aktual dan terbalik.

• h’ > h sehingga bayangan bersifat diperbesar.

Dengan demikian, sifat bayangan yang terbentuk yakni nyata, terbalik dan diperbesar.

5. Benda setinggi 10 cm, berada di depan cermin cembung yang mempunyai jari-jari 80 cm. Bila jarak benda 60 cm, maka tentukan letak bayangan, perbesaran bayangan dan tinggi bayangan!

Penyelesaian:

Diketahui:

h = 10 cm

s = 60 cm

R = 80 cm = −80 cm (dibelakang cermin)

f = ½R = ½(−80 cm) = −40 cm

Ditanyakan: s’, M dan h

Jawab:

■ Jarak bayangan

1/−f = 1/s + 1/s’

1/−40 = 1/60 + 1/s’

1/s’ = 1/−40 − 1/60

1/s’ = −3/120 − 2/120

1/s’ = −5/120

s' = 120/−5

s' = −24 cm

Jadi, bayangan benda berada di belakang cermin pada jarak 24 cm.

■ Perbesaran bayangan

M = |s’/s|

M = |−24/60|

M = 0,4x

Jadi, bayangan benda mengalami perbesaran 0,4x (bayangan benda lebih kecil).

■ Tinggi Bayangan

M = h’/h

0,4 = h’/10

h' = 0,4 × 10

h' = 4 cm

Jadi, tinggi bayangan benda yakni 4 cm.

6. Sebuah benda diletakkan di depan cermin cembung sedemikian rupa sehingga besar bayangannya 0,5 kali. Jika bayangan yang terbentuk terletak 0,55 cm di belakang cermin, hitunglah jarak fokus cermin cembung tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui:

M = 0,5

s' = −0,55 cm

Ditanyakan: f

Jawab:

Pertama, kita tentukan terlebih dahulu jarak benda (s) dari cermin memakai rumus perbesaran bayangan berikut.

M = |s’/s|

0,5 = |−0,55/s|

0,5 = 0,55/s

s = 0,55/0,5

s = 1,1 cm

Kedua, kita tentukan jarak fokus (f) memakai rumus relasi jarak benda dan jarak bayangan dengan jarak fokus berikut ini.

1/f = 1/s + 1/s’

1/f = 1/1,1 + 1/−0,55

1/f = 1/1,1 + −2/1,11

1/f = −1/1,11

f = 1,11/−1

f = −1,11 cm

jadi, jarak fokus cermin cembung tersebut yakni 1,11 cm di belakang cermin.

7. Seratus centimeter di depan cermin cembung ditempatkan sebuah benda. Titik sentra kelengkungan cermin 50 cm. Tentukan jarak bayangan ke cermin dan perbesaran bayangan itu.

Penyelesaian:

Diketahui:

s = 100 cm

R = −50 cm

Ditanyakan: s’ dan M

Jawab:

■ Jarak bayangan sanggup ditentukan dengan memakai rumus berikut.

2/R = 1/s + 1/s’

2/−50 = 1/100 + 1/s’

1/s’ = 2/−50 − 1/100

1/s’ = −4/100 − 1/100

1/s’ = −5/100

s' = 100/−5

s' = −20 cm

jadi, jarak bayangan yakni 20 cm di belakang cermin cembung.

■ Perbesaran bayangan sanggup ditentukan dengan memakai rumus berikut:

M = |s’/s|

M = |−20/100|

M = 0,2x

Jadi, bayangan benda mengalami perbesaran 0,2x benda sebenarnya.

8. Dimanakah sebuah benda kecil harus diletakkan di muka cermin cekung (f = 10 cm) biar diperoleh perbesaran 5 kali?

Penyelesaian:

Diketahui:

f = 10 cm

M = 5

Ditanyakan: s

Jawab:

Dari rumus perbesaran, kita peroleh perbandingan antara jarak benda (s) dengan jarak bayangan (s’) yaitu sebagai berikut.

M = |s’/s|

5 = s’/s

s' = 5s

Kemudian kita gunakan rumus jarak fokus untuk memilih nilai s, yaitu sebagai berikut.

1/f = 1/s + 1/s’

1/10 = 1/s + 1/5s

1/10 = 5/5s + 1/5s

1/10 = 6/5s

5s/6 = 10

5s = 60

s = 60/5

s = 12 cm

Jadi, benda tersebut harus diletakkan didepan cermin cekung sejauh 12 cm.

9. Sebuah benda dengan tinggi 9 cm berada pada jarak 30 cm dari cermin cembung yang jari-jari kelengkungannya 30 cm. Berapakah tinggi bayangannya?

Penyelesaian:

Diketahui:

h = 9 cm

s = 30 cm

R = −30 cm

Ditanyakan: h’

Jawab:

Pertama, kita tentukan dahulu jarak bayangan (s’) dengan rumus sebagai berikut.

2/R = 1/s + 1/s’

2/−30 = 1/30 + 1/s’

1/s’ = 2/−30 − 1/30

1/s’ = −2/30 − 1/30

1/s’ = −3/30

s' = 30/−3

s' = −10 cm

Kedua, kita tentukan tinggi bayangan dengan memakai persamaan perbesaran bayangan, yaitu sebagai berikut.

M = |s’/s| = |h’/h|

Maka

|s’/s| = |h’/h|

|−10/30| = |h’/9|

10/30 = h’/9

1/3 = h’/9

h' = 9/3

h’ = 3 cm

Dengan demikian, tinggi bayangannya yakni 3 cm.

10. Di dalam sebuah cermin cekung, bayangan kepala saya 3 kali angkuh saya. Bila jarak antara saya dengan cermin cekung 15 cm, tentukan jari-jari kelengkungan cermin tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

M = 3

s = 15 cm

Ditanyakan: R

Jawab:

Pertama, kita tentukan dahulu jarak bayangan (s’) memakai rumus perbesaran berikut ini.

M = |s’/s|

3 = s’/15

s' = 3 × 15

s’ = 45 cm

Kedua, kita tentukan jari-jari kelengkungan cermin dengan memakai rumus berikut ini.

2/R = 1/s + 1/s’

2/R = 1/15 + 1/45

2/R = 3/45 + 1/45

2/R = 4/45

R/2 = 45/4

R/2 = 11,25

R = 11,25 × 2

R = 22,5 cm

Jadi, panjang jari-jari kelengkungan cermin tersebut yakni 22,5 cm.