50. Perhatikan gambar berikut. 11 ( 1) (11 ) (III) (IV) Neraca pegas yang akan memberikan bacaan angka skala terkecil ditunjukkan oleh nomor .... (1) c. (III) b. (11) d. (IV) a. 

Pada soal di atas disajikan permasalahan berupa 4 keadaan sistem neraca pegas yang dibebani benda dan bendanya dimasukkan ke dalam zat cair. Posisi keempat benda di dalam zat cair berbeda. Kita diminta menentukan neraca pegas mana yang memberikan bacaan skala terkecil. Sehingga konsep yang kita gunakan adalah konsep Hukum Archimedes.

STEP 1 : Identifikasi Konsep

Nah pahamifren, sudah tahukah kamu bunyi hukum Archimedes? 

Hukum Archimedes (apung) berbunyi bahwa “setiap benda yang dimasukkan ke dalam fluida akan mendapat gaya ke atas dari fluida sebesar berat fluida yang dipindahkan”. 
Bila dituliskan:

	\[{F_A}\, = \,{\rho _f}\, \times \,g\, \times \,{V_{fd}}\]

Dengan:
\(F_A\) = Gaya archimedes (N)
\({\rho _f}\) = massa jenis fluida (\(\frac{{kg}}{{{m^3}}}\))
\(g\) = percepatan gravitasi (\(\frac{m}{{{s^2}}}\))
\({V_{fd}}\) = volume fluida yang dipindahkan (\({m^3}\))

Berat fluida yang dipindahkan adalah sama besar dengan berat benda yang tercelup dalam fluida. Berat benda yang tercelup berbanding lurus dengan volume benda yang tercelup. Artinya, semakin banyak volume benda yang tercelup, berat benda yang tercelup semakin besar atau berat fluida yang dipindahkan semakin besar.

Neraca pegas adalah alat untuk mengukur massa benda. Semakin besar massa benda yang diukur, gaya berat benda yang menarik pegas neraca akan semakin besar, sehingga hasil bacaan pada neraca pegas juga bernilai semakin besar. Begitu juga sebaliknya.

Nah, pada soal di atas, neraca pegas digunakan untuk mengukur massa benda, namun bendanya dimasukkan ke dalam zat cair. Gambar manakah yang menunjukkan hasil ukur dengan skala terkecil pahamifren? Jawabannya adalah gambar nomer (IV), mengapa demikian?

Pada 4 gambar di atas, gambar ukuran bendanya adalah persis sama, sehingga kita asumsikan benda dalam 4 zat cair tersebut adalah benda yang sama. Artinya, massa benda yang diukur adalah sama. Namun, posisi benda dalam 4 zat cair berbeda, hal ini tidak lain karena 4 zat cair tersebut mempunyai massa jenis yang berbeda sehingga memberikan gaya apung dengan nilai yang berbeda satu sama lain.

Sebagimana penjelasan konsep gaya apung di awal, maka nilai gaya apung terbesar adalah gaya apung yang mampu membuat volume benda yang tercelup paling kecil, yaitu pada gambar ke (IV). Gaya apung (arahnya ke atas) terbesar ini akan mengurangi gaya berat benda yang menarik neraca pegas (arahnya ke bawah) dengan pengurangan paling besar, sehingga hasil ukur neraca pegasnya berskala paling kecil.


STEP 2 : Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Sehingga dapat disimpulkan bahwa neraca pegas yang menunjukkan bacaan terkecil adalah gambar (IV). Jawaban yang benar adalah pilihan d.