di depan cermin cekung dengan jari jari 40 cm

Bendasetinggi 5 cm diletakkan di depan cermin cekung yang mempunyai jari-jari kelengkungan 20 cm. Tentukan tinggi bayangan jika jarak benda 5 cm, 15 cm, 20 cm, 30 cm. Pembahasan Diketahui : Jari-jari kelengkungan cermin cekung (R) = 20 cm Panjang fokus cermin cekung (f) = R/2 = 20/2 = 10 cm Seekorbelalang dengan panjang 5 cm diletakkan 21 cm di depan sebuah cermin cekung dengan jari-jari 60 cm. Tentukan letak, ukuran dan sifat Bab 5 Lapisan Bumi Bahasa Indonesia Buku Paket Halaman 10 Halaman 11 Halaman 12 Halaman 13 Halaman 21 Halaman 40 Halaman 46 Halaman 49 Halaman 56 Halaman 61 Halaman 62 Halaman 69 Halaman 80 Halaman 81 Padacermin cekung, hubungan antara jarak benda (s) dan jarak bayangan (s') akan menghasilkan jarak fokus (f). Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. Keterangan: s = jarak benda s' = jarak bayangan f = jarak fokus R = jari-jari cermin Sebuahbenda setinggi 1 cm di depan cermin cekung dengan fokus 2 cm. Jika benda berada pada jarak 4 cm di depan cermin, tentukanlah sifat bayangan yang dihasilkan! Penyelesaian: Dari data di soal, benda berada 4 cm di depan cermin. Sementara itu, jarak fokus cermin (f) adalah 2 cm sehingga jari-jari kelengkungan cermin adalah: R = 2 f. R diletakkansebuah benda pada jarak cm. bayangan yang terbentuk akan bersifat .1Lihat jawabanIklanIklan chaeling109chaeling109Jawaban maya, tegak, diperbesarPenjelasan 40cm jari jari 10cm. jarak benda jarak titik api benda berada mộ dung phu nhân không dễ chọc. Permukaan sendok pada bagian cekungan dapat berfungsi sebagai cermin cekung konkaf. Cermin cekung sebenarnya merupakan bagian bola berongga. Pada cermin cekung, permukaan yang memantulkan cahaya adalah permukaan bagian dalam. Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar yang datang padanya. Sifat seperti ini disebut konvergen. Bagian-bagian pada cermin cekung dan keterangannya dapat kalian lihat pada gambar berikut ini. Keterangan gambar M = titik pusat kelengkungan cermin O = titik pusat optik vertex F = titik api titik fokus cermin OM = R = jari-jari kelengkungan cermin OF = f = jarak titik api jarak fokus, yang panjangnya ½ R Perpanjangan OM = sumbu utama cermin Nomor-nomor ruang O − F = ruang I F − M = ruang II M − -~ = ruang III O − +~ = ruang IV Ruang I, II, dan III adalah ruang di depan cermin Ruang IV adalah ruang di belakang cermin Nah, pada kesempatan kali ini, kita akan mempelajari lima rumus pokok pada cermin cekung. Kelima rumus tersebut antara lain rumus hubungan jarak fokus dengan jari-jari kelengkungan cermin, rumus hubungan jarak benda, jarak bayangan dengan jarak fokus atau jari-jari kelengkungan cermin, rumus perbesaran bayangan, rumus nomor ruang dan rumus sifat-sifat bayangan. Silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Rumus hubungan jarak fokus f dengan jari-jari kelengkungan R cermin Hubungan antara jarak fokus dan jari-jari kelengkungan cermin cekung diberikan dengan persamaan berikut. Keterangan f = jarak fokus R = jari-jari cermin Rumus hubungan jarak benda s, jarak bayangan s’ dengan jarak fokus f atau jari-jari kelengkungan R Pada cermin cekung, hubungan antara jarak benda s dan jarak bayangan s’ akan menghasilkan jarak fokus f. Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. 1 = 1 + 1 f s s' 2 = 1 + 1 R s s' Keterangan s = jarak benda s’ = jarak bayangan f = jarak fokus R = jari-jari cermin Rumus perbesaran bayangan Perbesaran bayangan M didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda atau perbandingan antara jarak bayangan dengan jarak benda. Dengan demikian, secara matematis perbesaran bayangan dirumuskan sebagai berikut. Keterangan M = perbesaran bayangan h' = tinggi bayangan h = tinggi benda s’ = jarak bayangan s = jarak benda Mungkin sebagian dari kalian ada yang bertanya, kenapa rumus perbesaran bayangan di atas ada tanda mutlak ? Karena seperti yang kalian ketahui bahwa sifat bayangan yang dibentuk oleh cekung itu bisa nyata atau maya bergantung pada letak benda pada cermin cekung. Jika bayangan maya, h’ dan s’ mempunyai nilai negatif sedangkan apabila bayangan nyata, maka h’ dan s’ selalu berharga positif. Oleh karena nilai perbesaran bayangan harus positif, maka rumus di atas harus diberi tanda mutlak. Rumus nomor ruang benda dan bayangan Jika benda terletak di ruang I, maka bayangan berada di ruang IV. Jika benda di ruang II, maka bayangan berada di ruang III. Jika benda di ruang III, maka bayangan berada di ruang II Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa jumlah nomor ruang benda dengan nomor ruang bayangan sama dengan lima. Secara matematis, rumus nomor ruang benda dan bayangan pada cermin cekung adalah sebagai berikut. Nomor ruang benda + nomor ruang bayangan = V Rumus sifat-sifat bayangan Sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung apabila objek berada di ruang I, titik fokus, ruang II, titik pusat kelengkungan, dan ruang III disajikan dalam tabel di bawah ini. Tabel Posisi Benda, Sifat Bayangan dan Letak Bayangan pada Cermin Cekung No Posisi Benda Sifat Bayangan Letak Bayangan 1 Ruang I Maya, tegak, diperbesar Di belakang cermin 2 Titik Fokus Maya, tegak, diperbesar Di belakang cermin 3 Ruang II Nyata, terbalik, diperbesar Di depan cermin 4 Pusat Kelengkungan Nyata, terbalik, sama besar Di depan cermin 5 Ruang III Nyata, terbalik, diperkecil Di depan cermin Untuk menentukan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung, ada tiga metode yang dapat kalian tempuh yaitu metode menghafal, metode perhitungan, dan metode melukis pembentukan bayangan pada cermin cekung. Namun, kita hanya akan membahas dua metode pertama, yaitu metode menghafal dan metode perhitungan. Perhatikan penjelasan berikut ini. Metode Menghapal Untuk menentukan sifat-sifat bayangan pada cermin cekung dengan metode hafalan, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut. Tentukan jark fokus f dan jari-jari kelengkungan cermin R dengan rumus yang telah diberikan di atas. Tentukan jarak benda s dari cermin. Sampai tahap ini kita sudah bisa menentukan sifat bayangan dengan ketentuan sebagai berikut. 1 Jika s s > f maka benda berada di ruang II, sehingga sifat bayangan yang dihasilkan adalah nyata, terbalik, diperbesar. 4 Jika s = R maka benda berada tepat di titik pusat kelengkungan cermin, sehingga sifat bayangan yang dihasilkan adalah nyata, terbalik, sama besar. 5 Jika s > R maka benda berada di ruang III, sehingga sifat bayangan yang dihasilkan adalah nyata, terbalik, diperkecil. Metode Perhitungan Dengan menggunakan metode perhitungan, elemen-elemen yang harus kita ketahui terlebih dahulu adalah jarak bayangan s’ dan perbesaran bayangan M dengan rumus yang telah disajikan di atas. Setelah itu, sifat bayangan yang terbentuk pada cermin cekung dapat ditentukan dengan ketentuan sebagai berikut. Jika s' bernilai + maka bayangan bersifat nyata dan terbalik, namun jika s' bernilai − maka bayangan bersifat maya dan tegak. Jika M > 1 maka bayangan diperbesar. Jika M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Jika M < 1 maka bayangan diperkecil. Contoh Soal dan Pembahasan Agar kalian lebih paham tentang penggunakan rumus-rumus penting pada cermin cekung di atas, silahkan kalian pelajari beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini. Contoh Soal 1 Sebuah benda berdiri tegak di atas sumbu utama cermin cekung pada jarak 20 cm. Bayangan nyata benda ini oleh cermin dibentuk pada jarak 30 cm. Tentukanlah jarak fokus cermin dan perbesaran bayangan. Penyelesaian Diketahui s = 20 cm s’ = 30 cm Ditanyakan f dan M Jawab Jarak fokus dihitung dengan menggunakan rumus berikut 1/f = 1/s + 1/s’ 1/f = 1/20 + 1/30 1/f = 3/60 + 2/60 1/f = 3/60 + 2/60 1/f = 5/60 f = 60/5 f = 12 Jadi, jarak fokus cermin adalah 12 cm. Perbesaran bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut. M = s’/s M = 30/20 M = 1,5x Jadi, perbesaran bayangan benda adalah 1,5x dari benda aslinya. Contoh Soal 2 Di dalam sebuah cermin cekung, bayangan kepala saya 3 kali besar kepala 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’ menggunakan rumus perbesaran berikut ini. M = s’/s 3 = s’/15 s' = 3 × 15 s’ = 45 cm Kedua, kita tentukan jari-jari kelengkungan cermin dengan menggunakan 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 adalah 22,5 cm Contoh Soal 3 Dimanakah sebuah benda kecil harus diletakkan di muka cermin cekung f = 10 cm agar 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 menentukan 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. Contoh Soal 4 Sebuah benda setinggi 1 cm di depan cermin cekung dengan fokus 2 cm. Jika benda berada pada jarak 4 cm di depan cermin, tentukanlah sifat bayangan yang dihasilkan! Penyelesaian Diketahui h = 1 cm f = 2 cm s = 4 cm Ditanyakan sifat bayangan Jawab Cara Pertama Metode Menghapal Dari data di soal, benda berada 4 cm di depan cermin. Sementara itu, jarak fokus cermin f adalah 2 cm sehingga jari-jari kelengkungan cermin adalah R = 2f R = 2 × 2 cm = 4 cm Karena jarak benda = jari-jari kelengkungan cermin, maka benda terletak tepat di titik pusat kelengkungan cermin atau di titik M. Dengan melihat tabel sifat bayangan, maka kita peroleh sifat bayangan benda adalah nyata, terbalik dan sama besar. Cara Kedua Metode Perhitungan Rumus Untuk mengetahui sifat bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan metode perhitungan, maka kita tentukan dahulu jarak bayangan s’ dan perbesaran bayangan M. Jarak bayangan 1/f = 1/s + 1/s’ 1/2 = 1/4 + 1/s’ 1/2 – 1/4 = 1/s’ 1/4 = 1/s’ s' = 4 cm Perbesaran Bayangan M = s’/s M = 4/4 M = 1 Sifat bayangan 1 karena s' bernilai positif + maka bayangan bersifat nyata dan terbalik. 2 karena M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Dengan demikian, sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan sama besar. Cermin cembung adalah cermin lengkung yang bagian luarnya dapat memantulkan cahaya. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya divergen. Cermin cembung disebut cermin negatif − karena titik fokus cermin berada di belakang cermin yang merupakan titik potong perpanjangan sinar-sinar pantul dari berkas sinar datang yang sejajar. Oleh sebab itu, jarak fokus cermin cembung diberi nilai negatif −. Bagian-bagian pada cermin cembung dan keterangannya dapat kalian lihat pada gambar berikut ini. Keterangan gambar M = titik pusat kelengkungan cermin O = titik pusat bidang cermin vertex F = titik fokus cermin OM = R = jari-jari kelengkungan cermin OF = f = jarak fokus Perpanjangan OM = sumbu utama cermin PM = sumbu tambahan, yang panjangnya sama dengan R dan dapat berfungsi sebagai garis normal Nah, pada kesempatan kali ini, kita akan mempelajari tiga rumus pokok pada cermin cembung. Ketiga rumus tersebut adalah rumus hubungan jarak fokus dengan jari-jari kelengkungan cermin; rumus hubungan jarak benda dan jarak bayangan dengan jarak fokus atau jari-jari kelengkungan cermin; serta rumus perbesaran bayangan. Silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini. Rumus hubungan jarak fokus f dengan jari-jari kelengkungan R cermin Hubungan antara jarak fokus dan jari-jari kelengkungan cermin cembung diberikan dengan persamaan berikut. Keterangan f = jarak fokus R = jari-jari cermin Rumus hubungan jarak benda s, jarak bayangan s’ dengan jarak fokus f atau jari-jari kelengkungan R Pada cermin cembung, hubungan antara jarak benda s dan jarak bayangan s’ akan menghasilkan jarak fokus f. Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. 1 = 1 + 1 f s s' 2 = 1 + 1 R s s' Keterangan s = jarak benda s’ = jarak bayangan f = jarak fokus R = jari-jari cermin Beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah Tanda jarak fokus pada cermin cembung selalu bernilai negatif. Hal ini disebabkan letak titik fokus pada cermin cembung terletak di belakang cermin. Untuk benda nyata di depan cermin cembung, selalu terbentuk bayangan maya. Jadi, nilai s’ pada cermin cembung selalu bertanda negatif. Rumus perbesaran bayangan Perbesaran bayangan M didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda atau perbandingan antara jarak bayangan dengan jarak benda. Dengan demikian, secara matematis perbesaran bayangan dirumuskan sebagai berikut. Keterangan M = perbesaran bayangan h' = tinggi bayangan h = tinggi benda s’ = jarak bayangan s = jarak benda Mungkin sebagian dari kalian ada yang bertanya, kenapa rumus perbesaran bayangan di atas ada tanda mutlak ? Karena seperti yang kalian ketahui bahwa sifat bayangan yang dibentuk oleh cembung adalah maya. Jika bayangan adalah maya, maka h’ dan s’ mempunyai nilai negatif. Oleh karena nilai perbesaran bayangan harus positif, maka rumus di atas harus diberi tanda mutlak. Contoh Soal dan Pembahasan Agar kalian lebih paham tentang penggunakan rumus-rumus penting pada cermin cekung di atas, silahkan kalian pelajari beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini. Contoh Soal 1 Sebuah benda setinggi 3 cm berada pada jarak 5 cm di depan cermin cembung dengan fokus 5 cm. Tentukanlah jarak bayangan, perbesaran bayangan, tinggi bayangan, sifat bayangan dan lukisan jalannya sinar! Penyelesaian Diketahui h = 3 cm s = 5 cm f = −5 cm Ditanyakan s’, M, h’, sifat bayangan dan lukisan jalannya sinar. Jawab Jarak bayangan dihitung dengan menggunakan rumus berikut 1/f = 1/s + 1/s’ 1/−5 = 1/5 + 1/s’ 1/s’ = 1/−5 − 1/5 1/s’ = −1/5 − 1/5 1/s’ = −2/5 s' = 5/−2 s' = −2,5 cm Jadi, jarak bayangan adalah 2,5 cm di belakang cermin. Perbesaran bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut M = s’/s M = − M = 0,5x Jadi, bayangan benda mengalami perbesaran ½ x bayangan benda lebih kecil. Tinggi bayangan dapat dicari dengan menggunakan rumus perbesaran bayangan, yaitu sebagai berikut. M = h’/h 0,5 = h’/3 h' = 0,5 × 3 h' = 1,5 cm Jadi, tinggi bayangan benda adalah 1,5 cm. Dari hasil perhitungan s’ dan M maka sifat bayangan ditentukan dengan cara berikut 1. Karena s’ bernilai negatif − maka bayangan bersifat maya dan tegak 2. Karena M = ½ < 1, maka bayangan diperkecil. Jadi, sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin cembung adalah maya tegak dan diperkecil. Sebenarnya, sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin selalu sama jadi kita tidak perlu menggunakan perhitungan ataupun melukis pembentukan bayangan dalam menentukan sifat bayangan pada cermin cembung. Untuk melukis jalannya sinar, kita dapat menggunakan dua dari tiga sinar-sinar istimewa pada cermin cembung berikut ini. 1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus F. 2. Sinar datang yang menuju titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu utama. 3. Sinar datang yang menuju ke titik pusat kelengkungan M dipantulkan kembali seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan tersebut. Dengan menggunakan sinar istimea 1 dan 3, maka lukisan jalannya sinar pada cermin cembung tersebut adalah sebagai berikut. Contoh Soal 2 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 menggunakan 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 adalah 3 cm. Contoh Soal 3 Seratus centimeter di depan cermin cembung ditempatkan sebuah benda. Titik pusat 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 dapat ditentukan dengan menggunakan 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 adalah 20 cm di belakang cermin cembung. Perbesaran bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut M = s’/s M = −20/100 M = 0,2x Jadi, bayangan benda mengalami perbesaran 0,2x benda sebenarnya. Contoh Soal 4 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 menggunakan 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 menggunakan rumus hubungan 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 adalah 1,11 cm di belakang cermin. Pada kesempatan kali ini kita akan membahas beberapa contoh soal dan pembahasan mengenai pemantulan cahaya pada cermin cekung cermin positif dan cermin cembung cermin negatif. Namun, sebelum itu kita uraikan secara ringkas terlebih dahulu mengenai konsep dasar pemantulan cahaya pada cermin cekung dan cembung beserta rumus-rumus pokoknya berikut ini. Konsep Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung Apa itu Cermin Cekung? Cermin cekung konkaf adalah cermin lengkung yang bagian dalamnya dapat memantulkan cahaya. Cermin cekung disebut juga cermin positif atau cermin konvergen, karena sifat cermin cekung yang mengumpulkan atau memusatkan sinar yang jatuh padanya. Bagian-bagian cermin cekung, diperlihatkan pada gambar berikut ini. Sifat-Sifat Bayangan Cermin Cekung Bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung bisa berupa bayangan nyata atau maya. Hal ini bergantung pada tempat benda semula berada. Berikut ini adalah daftar posisi benda, sifat bayangan dan letak bayangan pada peristiwa pemantulam cahaya pada cermin cekung. Posisi Benda Sifat Bayangan Letak Bayangan Ruang I Maya, tegak, diperbesar Di belakang cermin Titik Fokus Maya, tegak, diperbesar Di belakang cermin Ruang II Nyata, terbalik, diperbesar Di depan cermin Pusat Kelengkungan Nyata, terbalik, sama besar Di depan cermin Ruang III Nyata, terbalik, diperkecil Di depan cermin Rumus-Rumus Pada Cermin Cekung Pada cermin cekung, hubungan antara jarak benda s dan jarak bayangan s’ akan menghasilkan jarak fokus f. Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. 1 = 1 + 1 f s s' 2 = 1 + 1 R s s' Keterangan s = jarak benda s’ = jarak bayangan f = jarak fokus R = jari-jari cermin Sementara perbesaran bayangan M dapat dicari melalui perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda atau jarak bayangan dengan jarak benda yang dirumuskan sebagai berikut. Keterangan M = perbesaran bayangan h' = tinggi bayangan h = tinggi benda s’ = jarak bayangan s = jarak benda Sedangkan rumus untuk menentukan nomor ruang benda dan nomor ruang bayangan pada cermin cekung, secara matematis dituliskan dalam bentuk persamaan berikut ini. Nomor ruang benda + nomor ruang bayangan = V Konsep Pemantulan Cahaya pada Cermin Cembung Apa itu Cermin Cembung? Cermin cembung konveks adalah cermin lengkung yang bagian luarnya dapat memantulkan cahaya. Cermin cembung disebut juga cermin negatif dan cermin divergen, karena cermin cekung menyebarkan sinar cahaya yang jatuh pada permukaannya. Adapun bagian-bagian cermin cekung, diperlihatkan pada gambar berikut ini. Sifat-Sifat Bayangan Cermin Cembung Adapun sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung adalah sebagai berikut. □ Maya □ Tegak □ Diperkecil □ Terletak di belakang cermin, yaitu di antara titik pusat optik O dan titik fokus F □ Jarak bayangan lebih kecil dari jarak benda s’ h sehingga bayangan bersifat diperbesar. Dengan demikian, sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan diperbesar. 2. Benda setinggi 10 cm, berada di depan cermin cembung yang memiliki 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 adalah 4 cm. 3. Sebuah benda setinggi 1 cm di depan cermin cekung dengan fokus 2 cm. Jika benda berada pada jarak 4 cm di depan cermin, tentukanlah sifat bayangan yang dihasilkan! Penyelesaian Diketahui h = 1 cm f = 2 cm s = 4 cm Ditanyakan sifat bayangan Jawab Cara Pertama Metode Menghapal Dari data di soal, benda berada 4 cm di depan cermin. Sementara itu, jarak fokus cermin f adalah 2 cm sehingga jari-jari kelengkungan cermin adalah R = 2f R = 2 × 2 cm = 4 cm Karena jarak benda = jari-jari kelengkungan cermin, maka benda terletak tepat di titik pusat kelengkungan cermin atau di titik M. Dengan melihat tabel sifat bayangan, maka kita peroleh sifat bayangan benda adalah nyata, terbalik dan sama besar. Cara Kedua Metode Perhitungan Rumus Untuk mengetahui sifat bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan metode perhitungan, maka kita tentukan dahulu jarak bayangan s’ dan perbesaran bayangan M. Jarak bayangan 1/f = 1/s + 1/s’ 1/2 = 1/4 + 1/s’ 1/2 – 1/4 = 1/s’ 1/4 = 1/s’ s' = 4 cm Perbesaran Bayangan M = s’/s M = 4/4 M = 1 Sifat bayangan 1 karena s' bernilai positif + maka bayangan bersifat nyata dan terbalik. 2 karena M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Dengan demikian, sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan sama besar. 4. Sebuah benda berdiri tegak di atas sumbu utama cermin cekung pada jarak 20 cm. Bayangan nyata benda ini oleh cermin dibentuk pada jarak 30 cm. Tentukanlah jarak fokus cermin dan perbesaran bayangan. Penyelesaian Diketahui s = 20 cm s’ = 30 cm Ditanyakan f dan M Jawab Jarak fokus dihitung dengan menggunakan rumus berikut 1/f = 1/s + 1/s’ 1/f = 1/20 + 1/30 1/f = 3/60 + 2/60 1/f = 3/60 + 2/60 1/f = 5/60 f = 60/5 f = 12 Jadi, jarak fokus cermin adalah 12 cm. Perbesaran bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut. M = s’/s M = 30/20 M = 1,5x Jadi, perbesaran bayangan benda adalah 1,5x dari benda aslinya. 5. Sebuah benda setinggi 3 cm berada pada jarak 5 cm di depan cermin cembung dengan fokus 5 cm. Tentukanlah jarak bayangan, perbesaran bayangan, tinggi bayangan, dan sifat bayangan! Penyelesaian Diketahui h = 3 cm s = 5 cm f = −5 cm Ditanyakan s’, M, h’, dan sifat bayangan. Jawab Jarak bayangan dihitung dengan menggunakan rumus berikut 1/f = 1/s + 1/s’ 1/−5 = 1/5 + 1/s’ 1/s’ = 1/−5 − 1/5 1/s’ = −1/5 − 1/5 1/s’ = −2/5 s' = 5/−2 s' = −2,5 cm Jadi, jarak bayangan adalah 2,5 cm di belakang cermin. Perbesaran bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut M = s’/s M = − M = 0,5x Jadi, bayangan benda mengalami perbesaran ½ x bayangan benda lebih kecil. Tinggi bayangan dapat dicari dengan menggunakan rumus perbesaran bayangan, yaitu sebagai berikut. M = h’/h 0,5 = h’/3 h' = 0,5 × 3 h' = 1,5 cm Jadi, tinggi bayangan benda adalah 1,5 cm. Dari hasil perhitungan s’ dan M maka sifat bayangan ditentukan dengan cara berikut 1. Karena s’ bernilai negatif − maka bayangan bersifat maya dan tegak 2. Karena M = ½ < 1, maka bayangan diperkecil. Jadi, sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin cembung adalah maya tegak dan diperkecil. Sebenarnya, sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin selalu sama jadi kita tidak perlu menggunakan perhitungan ataupun melukis pembentukan bayangan dalam menentukan sifat bayangan pada cermin cembung. 6. Di dalam sebuah cermin cekung, bayangan kepala saya 3 kali besar kepala 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’ menggunakan rumus perbesaran berikut ini. M = s’/s 3 = s’/15 s' = 3 × 15 s’ = 45 cm Kedua, kita tentukan jari-jari kelengkungan cermin dengan menggunakan 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 adalah 22,5 cm 7. 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 menggunakan 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 adalah 3 cm. 8. Dimanakah sebuah benda kecil harus diletakkan di muka cermin cekung f = 10 cm agar 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 menentukan 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. Seratus centimeter di depan cermin cembung ditempatkan sebuah benda. Titik pusat 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 dapat ditentukan dengan menggunakan 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 adalah 20 cm di belakang cermin cembung. Perbesaran bayangan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut M = s’/s M = −20/100 M = 0,2x Jadi, bayangan benda mengalami perbesaran 0,2x benda sebenarnya. 10. 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 menggunakan 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 menggunakan rumus hubungan 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 adalah 1,11 cm di belakang cermin. Cermin cekung merupakan cermin yang terbentuk dari suatu bola. Dengan lapisan sebelah dalam yang berfungsi sebagai cermin. Jarak cermin terhadap titik pusat bola pembentuknya disebut jari-jari. Setengah dari jari-jari terdapat suatu titik yang merupakan fokus dari cermin tersebut. Titik fokus biasa dilambangkan dengan F sedangkan jari-jari dilambangkan dengan R. Titik fokus F cermin cekung berada di depan cermin cekung. Oleh karena itu, jarak fokus f cermin cekung bernilai positif. Sehingga cermin cekung disebut juga cermin positif. Cermin cekung konkaf merupakan cermin konvergen, yakni bersifat mengumpulkan sinar. Perhatikan gambar di bawah ini. Sinar-sinar yang menuju cermin cekung dipantulkan dan berpotongan pada suatu titik. Titik tersebut dinamakan titik fokus. Pada cermin cekung terdapat tiga sinar istimewa yang dapat digunakan untuk melukis bayangan benda. Tiga sinar istimewa tersebut adalah sebagai berikut. Sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus utama F. Perhatikan gambar 1. Sinar datang yang melalui titik fokus utama F dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. Lihat gambar 2. Sinar datang yang melalui titik pusat kelengkungan cermin M dipantulkan melalui titik M juga. Lihat gambar 3. Sehingga jika kita melukiskan jalannya sinar dari suatu benda yang terletak pada titik M akan tampak seperti gambar di bawah ini. Dari gambar nampak bahwa bayangan terletak pada titik yang sama dengan benda aslinya. Namun posisi bayangan terbalik dan terbentuk dari perpotongan langsung sinar pantul sehingga bayangan merupakan bayangan yang nyata. Lalu bagaimana sifat bayangan yang dihasilkan jika benda berada pada posisi yang berbeda? Tentu akan dihasilkan sifat bayangan yang berbeda-beda. Benda yang terletak di antara titik pusat bidang dan titik fokus, sifat bayangan yang dihasilkan akan berbeda apabila benda berada di titik fokus. Begitu halnya jika benda terletak di antara titik fokus dan titik pusat kelengkungan, sifat bayangannya pun akan berbeda jika benda berada di titik pusat kelengkungan cermin. Berdasarkan hal itu, cermin cekung dibagi dalam empat ruang seperti gambar di bawah ini. Keterangan gambar M = titik pusat kelengkungan cermin O = titik pusat bidang cermin vertex F = titik api titik fokus cermin OM = R = jari-jari kelengkungan cermin OF = f = jarak titik api jarak fokus, yang panjangnya ½ R Perpanjangan OM = sumbu utama cermin PM = sumbu tambahan, yang panjangnya sama dengan R dan dapat berfungsi sebagai garis normal Nomor-nomor ruang O − F = ruang I F − M = ruang II M − -~ = ruang III O − +~ = ruang IV Ruang I, II, dan III adalah ruang di depan cermin Ruang IV adalah ruang di belakang cermin Sifat-Sifat Bayangan Pada Cermin Cekung Bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung bisa berupa bayangan nyata atau maya. Hal ini bergantung pada tempat benda semula berada. Nah, pada kesempatan kali ini, kita akan membahas sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung ketika benda berada di ruang I, titik fokus, ruang II, titik pusat kelengkungan cermin dan di ruang III. Simak baik-baik penjelasan berikut ini. 1 Benda berada di antara O dan F ruang I Dari ujung B, sinar yang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus. Sinar yang melalui titik M dan lewat ujung B dipantulkan kembali ke titik M. Perpanjangan sinar pantul yang melalui titik F dan yang melalui titik M berpotongan di titik B’. Titik B’ inilah titik bayangan dari ujung B, kita sebut sebagai bayangan maya. Sumbu utama kita perpanjang ke belakang cermin dan dari B’ kita tarik garis tegak lurus dengan perpanjangan sumbu utama tersebut sehingga kita dapatkan A’. Titik A’ adalah bayangan maya dari A. Garis A’B’ adalah bayangan maya garis AB. Benda di antara O dan F maka sifat bayangannya adalah maya, tegak, diperbesar. 2 Benda berada di titik fokus F Jika benda diletakkan tepat pada titik fokus, pembentukan bayangannya ditunjukkan pada gambar di atas. Dari gambar tersebut, terlihat bahwa ketika benda diletakkan tepat di titik fokus cermin F, maka akan membentuk bayangan maya di tak terhingga sehingga seolah-olah tidak terbentuk bayangan sama sekali. Sifat bayangan yang terbentuk jika benda diletakkan di titik fokus F adalah maya, tegak, diperbesar. 3 Benda berada di antara F dan M ruang II Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus. Sinar menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama. Sinar-sinar pantul berpotongan di titik B’ di depan cermin. Dalam hal ini terbentuk bayangan A’B’ yang bersifat nyata, terbalik dan diperbesar. Jarak bayangan s’ > jarak benda s. 4 Benda berada di titik pusat kelengkungan cermin M Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus F. Sinar melalui titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu utama. Sinar pantul berpotongan di depan cermin bayangan nyata. Sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, sama besar dengan bendanya. Benda pada pusat kelengkungan, bayangan juga berada pada pusat kelengkungan cermin. Jarak bayangan s’ = jarak benda s. 5 Benda berada di antara M dan ~ ruang III Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus F. Sinar melalui titik fokus F dipantulkan sejajar sumbu utama. Sinar pantul berpotongan di depan cermin sinar pantul konvergen sehingga menghasilkan bayangan nyata. Sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik, diperkecil. Jarak benda s > jarak bayangan s’. Dari kelima pembentukan bayangan pada cermin cekung di atas, apabila kita rangkum, maka sifat-sifat bayangan yang terbentuk ketika benda berada di ruang I, titik fokus, ruang II, pusat kelengkungan cermin dan di ruang III cermin cekung adalah sebagai berikut. Tabel Posisi Benda, Sifat Bayangan dan Letak Bayangan pada Cermin Cekung No Posisi Benda Sifat Bayangan Letak Bayangan 1 Ruang I Maya, tegak, diperbesar Di belakang cermin 2 Titik Fokus Maya, tegak, diperbesar Di belakang cermin 3 Ruang II Nyata, terbalik, diperbesar Di depan cermin 4 Pusat Kelengkungan Nyata, terbalik, sama besar Di depan cermin 5 Ruang III Nyata, terbalik, diperkecil Di depan cermin Cara Menentukan Sifat Bayangan pada Cermin Cekung Pada cermin cekung, hubungan antara jarak benda s dan jarak bayangan s’ akan menghasilkan jarak fokus f. Hubungan tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. 1 = 1 + 1 f s s' 2 = 1 + 1 R s s' Keterangan s = jarak benda s’ = jarak bayangan f = jarak fokus R = jari-jari cermin Sementara perbesaran bayangan M dapat dicari melalui perbandingan antara tinggi bayangan dengan tinggi benda atau jarak bayangan dengan jarak benda yang dirumuskan sebagai berikut. Keterangan M = perbesaran bayangan h' = tinggi bayangan h = tinggi benda s’ = jarak bayangan s = jarak benda Sifat bayangan yang terbentuk pada cermin cekung juga dapat ditentukan dengan cara berikut. Jika s' bernilai + maka bayangan bersifat nyata dan terbalik, namun jika s' bernilai − maka bayangan bersifat maya dan tegak. Jika M > 1 maka bayangan diperbesar. Jika M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Jika M < 1 maka bayangan diperkecil. Untuk dapat lebih memahami materi di atas, simaklah contoh soal berikut! Contoh Soal Sebuah benda setinggi 1 cm di depan cermin cekung dengan fokus 2 cm. Jika benda berada pada jarak 4 cm di depan cermin, tentukanlah sifat bayangan yang dihasilkan! Penyelesaian Diketahui h = 1 cm f = 2 cm s = 4 cm Ditanyakan sifat bayangan Jawab Cara Pertama Metode Menghapal Dari data di soal, benda berada 4 cm di depan cermin. Sementara itu, jarak fokus cermin f adalah 2 cm sehingga jari-jari kelengkungan cermin adalah R = 2f R = 2 × 2 cm = 4 cm Karena jarak benda = jari-jari kelengkungan cermin, maka benda terletak tepat di titik pusat kelengkungan cermin atau di titik M. Dengan melihat tabel sifat bayangan, maka kita peroleh sifat bayangan benda adalah nyata, terbalik dan sama besar. Cara Kedua Metode Perhitungan Rumus Untuk mengetahui sifat bayangan yang dihasilkan dengan menggunakan metode perhitungan, maka kita tentukan dahulu jarak bayangan s’ dan perbesaran bayangan M. Jarak bayangan 1/f = 1/s + 1/s’ 1/2 = 1/4 + 1/s’ 1/2 – 1/4 = 1/s’ 1/4 = 1/s’ s' = 4 cm Perbesaran Bayangan M = s’/s M = 4/4 M = 1 Sifat bayangan 1 karena s' bernilai positif + maka bayangan bersifat nyata dan terbalik. 2 karena M = 1 maka bayangan sama besar dengan benda. Dengan demikian, sifat bayangan yang terbentuk adalah nyata, terbalik dan sama besar. – Cermin cekung adalah jenis cermin yang permukaan reflektifnya melengkung ke arah dalam, membentuk suatu cekungan. Berikut adalah rumus titik fokus, jarak bayangan, tinggi bayangan, dan perbesaran pada cermin cekung! Rumus titik fokus cermin cekung Setiap cermin memiliki titik fokus, di mana letak titik fokus cermin cekung? Dilansir dari University of Louisville Physics and Astronomy, titik fokus cermin cekung adalah titik di mana berkas cahaya sejajar difokuskan setelah dipantulkan oleh cermin cekung memiliki titik fokus di depan cermin. Jarak titik fokus ke cermin adalah setengah jarak pusat kelengkungan cermin. f = ½ R Dengan,f titik fokus cermin cekungR jari-jari kelengkungan cermin cekung Baca juga Sifat-sifat Bayangan Pada Cermin Cekung Selain berdasarkan jari-jari kelengkungannya, titik fokus juga dapat ditentukan melalui jarak benda dan bayangan dari cermin. Sehingga, rumus titik fokus cermin cekung adalah Dengan,f titik fokus cermins jarak benda terhadap cermins’ jarak bayangan terhadap cermin Rumus jarak bayangan cermin cekung Tidak seperti cermin cembung yang selalu menghasilkan bayangan di belakang cermin, sifat bayangan cermin cekung lebih bervariasi. Baca juga Pembentukan Bayangan pada Cermin Cekung Dilansir dari The Physics Classroom, jarak benda pada cermin menentukan jarak bayangan, perbesaran bayangan, dan juga orientasinya tegak atau terbalik. Namun, secara umum rumus jarak bayangan cermin cekung adalah Jika benda terletak di ruang I dan titik fokus, maka bayangan yang terbentuk dibelakang cermin atau bersifat maya. Sehingga, nilai s’ persamaan di atas adalah negatif.

di depan cermin cekung dengan jari jari 40 cm