Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- 1. Başlangıç Durumunu Analiz Etme:
- K ve L cisimleri eşit hacim bölmeli olup birbirine yapıştırılmıştır. K'nin 3, L'nin 3 bölmesi vardır. Toplam hacim \(V_{toplam} = 6 \times V_{bölme}\) dir.
- Şekildeki gibi dengede dururken, K cismi tamamen sıvının dışındadır, L cismi ise tamamen sıvının içindedir.
- Bu durumda, cismin batan hacmi \(V_{batan} = 3 \times V_{bölme}\) dir (L cisminin hacmi).
- 2. Yüzme Şartını Belirleme:
- Bir cisim sıvıda yüzerken, cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin toplam ağırlığına eşittir (\(F_k = G_{toplam}\)).
- Kaldırma kuvveti \(F_k = V_{batan} \cdot d_{sivi} \cdot g\) formülüyle bulunur.
- Cismin toplam ağırlığı \(G_{toplam} = (m_K + m_L) \cdot g\) formülüyle bulunur.
- Başlangıç durumunda \(V_{batan} = 3 \times V_{bölme}\) olduğuna göre, \(3 \times V_{bölme} \cdot d_{sivi} \cdot g = (m_K + m_L) \cdot g\) eşitliği geçerlidir.
- 3. Diğer Denge Durumları İçin Şart:
- K ve L cisimlerinin toplam kütlesi (dolayısıyla toplam ağırlığı) sabittir. Sıvının yoğunluğu da sabittir.
- Bu nedenle, cismin başka bir şekilde dengede kalabilmesi için, cisme etki eden kaldırma kuvvetinin yine aynı olması gerekir.
- Bu da, cismin batan hacminin yine \(3 \times V_{bölme}\) olması gerektiği anlamına gelir.
- 4. Seçenekleri Kontrol Etme:
- Her bir seçenekteki batan hacmi hesaplayalım:
- A) K tamamen batmış (3 bölme) + L'nin 1 bölmesi batmış. Toplam batan hacim = \(3+1 = 4 \times V_{bölme}\). (Yanlış)
- B) K tamamen batmış (3 bölme) + L tamamen dışarıda (0 bölme). Toplam batan hacim = \(3+0 = 3 \times V_{bölme}\). (Doğru)
- C) K tamamen batmış (3 bölme) + L'nin 2 bölmesi batmış. Toplam batan hacim = \(3+2 = 5 \times V_{bölme}\). (Yanlış)
- D) K tamamen batmış (3 bölme) + L tamamen batmış (3 bölme). Toplam batan hacim = \(3+3 = 6 \times V_{bölme}\). (Yanlış)
- E) K'nin 2 bölmesi batmış + L tamamen batmış (3 bölme). Toplam batan hacim = \(2+3 = 5 \times V_{bölme}\). (Yanlış)
- Her bir seçenekteki batan hacmi hesaplayalım:
Sadece B seçeneğinde cismin batan hacmi başlangıçtakiyle aynıdır (\(3 \times V_{bölme}\)). Bu nedenle, cisim bu konumda da dengede kalabilir.
Cevap B seçeneğidir.