Sebuah tabung yang panjangnya 25 cm dan diameternya 2 cm di ujung bawahnya diberikan pemberat. Tabung tersebut hendak dijadikan hidrometer. Massa total tabung tersebut 45 gram. Tabung kemudian dicelupkan ke air yang massa jenisnya 1 gram.cm^-3. Pada jarak berapa titik 1 mesti dituliskan di tabung tersebut bagai awal kalibrasi untuk massa jenis air dari posisi pemberat? A. 23,0 cm B. 22,5 cm C. 21,0 cm D. 20,5 cm E. 20,0 cm

Jawaban yang benar adalah 14 cm, tidak ada pilihan yang sesuai. Diketahui: L = 25 cm = 0,25 m d = 2 cm = 0,02 m r = d/2 = 0,01 m m = 45 gram = 0,045 kg ρf = ρ air = 1 g/cm^3 = 1.000 kg/m^3 g = percepatan gravitasi bumi Ditanya: x = ...? Jawab: Konsep yang kita gunakan adalah hukum Archimedes pada benda terapung. Hukum Archimedes menjelaskan hubungan antara gaya berat dan gaya ke atas (gaya apung) pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam fluida. Akibat adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), benda yang ada di dalam fluida, beratnya akan berkurang. Sehingga, benda yang diangkat di dalam fluida akan terasa lebih ringan dibandingkan ketika diangkat di darat. Secara matematis dirumuskan oleh: Fa = w ρf x g x Vb,f = m x g ρf x Vb,f = ρb x Vb. Keterangan: Fa = gaya apung (N) w = berat benda (N) ρf = massa jenis fluida (kg/m^3) ρb = massa jenis benda (kg/m^3) Vb,f = volume benda tercelup dalam fluida (m^3) Vb = volume benda total (m^3). Ilustrasi tabung yang dicelupkan dalam air dapat dilihat pada foto di bawah. Misalkan x adalah jarak titik 1 mesti dituliskan di tabung tersebut sebagai awal kalibrasi. Dari hukum Archimedes pada benda terapung di atas maka dapat diperoleh hasil berikut: ρf . Vb,f = ρb . Vb ρf . (A . x) = (mb/Vb) . Vb ρf . A . x = m x = m / (ρf . A) x = m / (ρf . π . r²) x = 0,045 / (1.000 . 3,14 . 0,01²) x = 0,045 / 0,314 x = 0,14 m x = 14 cm. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah 14 cm, tidak ada pilihan yang sesuai.