Sorunun Çözümü
Türdeş bir sıvının bulunduğu bileşik kaplarda denge durumunu inceleyelim:
- Genel Prensip: Bileşik kaplarda, aynı türdeş sıvı dengede olduğunda, açık yüzeylerin seviyeleri aynı hizada olmalıdır. Eğer bir yüzeye dışarıdan bir basınç (örneğin piston) uygulanıyorsa, bu basınç farkı sıvı seviyelerinde bir fark yaratır. Pistonun uyguladığı basınç, sıvıyı kendi tarafında aşağı iterken, diğer tarafta yukarı kaldırır.
- I. Durum: Piston 2S kesitli kapta bulunmaktadır. Piston, 2S kabındaki sıvıya aşağı doğru bir basınç uygular. Bu basınç, 2S kabındaki sıvıyı aşağı itmeli ve S kabındaki sıvıyı yukarı kaldırmalıdır. Dolayısıyla, S kabındaki sıvı seviyesi, 2S kabındaki sıvı seviyesinden (pistonun altındaki seviyeden) daha yüksek olmalıdır. Şekil I'de ise S kabındaki sıvı seviyesi daha alçaktır. Bu durum dengede olamaz.
- II. Durum: Piston S kesitli kapta bulunmaktadır. Piston, S kabındaki sıvıya aşağı doğru bir basınç uygular. Bu basınç, S kabındaki sıvıyı aşağı itmeli ve 2S kabındaki sıvıyı yukarı kaldırmalıdır. Dolayısıyla, 2S kabındaki sıvı seviyesi, S kabındaki sıvı seviyesinden (pistonun altındaki seviyeden) daha yüksek olmalıdır. Şekil II'de bu durum gösterilmiştir. Bu durum dengede olabilir.
- III. Durum: Kaplarda piston bulunmamaktadır. Bileşik kaplarda, aynı türdeş sıvı dengede olduğunda, açık yüzeylerin seviyeleri aynı hizada olmalıdır. Şekil III'te S kabındaki sıvı seviyesi, 2S kabındaki sıvı seviyesinden daha alçaktır. Bu durum dengede olamaz.
Yukarıdaki analizlere göre, sadece II. durum dengede olabilecek bir durumu temsil etmektedir.
Cevap B seçeneğidir.