Sorunun Çözümü
Cisimlerin sıvı içinde dengede kalması, kaldırma kuvvetinin cismin ağırlığına eşit olduğu anlamına gelir. Bu prensibi X ve Y cisimleri için ayrı ayrı uygulayalım.
- X cismi için:
- X cisminin toplam hacmi $V_X = 3V$'dir.
- Şekilde görüldüğü gibi, X cisminin 3 eşit bölmesinden 1'i sıvıya batmıştır. Bu nedenle batan hacmi $V_{X,batan} = V$'dir.
- X cisminin ağırlığı: $G_X = V_X \cdot d_X \cdot g = 3V \cdot d_X \cdot g$
- X cismine etki eden kaldırma kuvveti: $F_{kX} = V_{X,batan} \cdot d_{sıvı} \cdot g = V \cdot d_{sıvı} \cdot g$
- Denge durumunda $G_X = F_{kX}$ olduğundan:
- $3V \cdot d_X \cdot g = V \cdot d_{sıvı} \cdot g$
- $3 d_X = d_{sıvı}$
- Buradan $d_X = \frac{1}{3} d_{sıvı}$ elde ederiz. (Denklem 1)
- Y cismi için:
- Y cisminin toplam hacmi $V_Y = 2V$'dir.
- Şekilde görüldüğü gibi, Y cisminin 2 eşit bölmesinin tamamı sıvıya batmıştır. Bu nedenle batan hacmi $V_{Y,batan} = 2V$'dir.
- Y cisminin ağırlığı: $G_Y = V_Y \cdot d_Y \cdot g = 2V \cdot d_Y \cdot g$
- Y cismine etki eden kaldırma kuvveti: $F_{kY} = V_{Y,batan} \cdot d_{sıvı} \cdot g = 2V \cdot d_{sıvı} \cdot g$
- Denge durumunda $G_Y = F_{kY}$ olduğundan:
- $2V \cdot d_Y \cdot g = 2V \cdot d_{sıvı} \cdot g$
- Buradan $d_Y = d_{sıvı}$ elde ederiz. (Denklem 2)
- Özkütleler oranını bulma:
- Şimdi $d_X$ ve $d_Y$ değerlerini oranlayalım:
- $\frac{d_X}{d_Y} = \frac{\frac{1}{3} d_{sıvı}}{d_{sıvı}}$
- $\frac{d_X}{d_Y} = \frac{1}{3}$
Cevap A seçeneğidir.