Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
-
Öncelikle, K ve L cisimlerinin özdeş olduğu belirtilmiştir. Bu, K ve L cisimlerinin kütlelerinin ve hacimlerinin eşit olduğu anlamına gelir. Yani, \(m_K = m_L = m\) ve \(V_K = V_L = V\).
-
Her iki cisim de sıvılarda yüzmektedir. Yüzen cisimler için cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
- K cismi için (Su içinde):
- Kaldırma kuvveti: \(F_K = G_K = m_K \cdot g\).
- Taşan sıvının kütlesi: Arşimet prensibine göre, yüzen cisimler için taşan sıvının kütlesi cismin kütlesine eşittir. Bu durumda, \(m_{\text{taşan su}_K} = m_K\).
- Taşan sıvının hacmi: \(V_{\text{taşan su}_K} = V_{\text{batan}_K}\). Kaldırma kuvveti formülünden \(F_K = \rho_{\text{su}} \cdot V_{\text{batan}_K} \cdot g\). Buradan \(m_K \cdot g = \rho_{\text{su}} \cdot V_{\text{batan}_K} \cdot g\), yani \(V_{\text{batan}_K} = \frac{m_K}{\rho_{\text{su}}}\).
- L cismi için (Tuzlu su içinde):
- Kaldırma kuvveti: \(F_L = G_L = m_L \cdot g\).
- Taşan sıvının kütlesi: Yüzen cisim olduğu için \(m_{\text{taşan tuzlu su}_L} = m_L\).
- Taşan sıvının hacmi: \(V_{\text{taşan tuzlu su}_L} = V_{\text{batan}_L}\). Kaldırma kuvveti formülünden \(F_L = \rho_{\text{tuzlu su}} \cdot V_{\text{batan}_L} \cdot g\). Buradan \(m_L \cdot g = \rho_{\text{tuzlu su}} \cdot V_{\text{batan}_L} \cdot g\), yani \(V_{\text{batan}_L} = \frac{m_L}{\rho_{\text{tuzlu su}}}\).
-
Şimdi K ve L cisimleri için istenen nicelikleri karşılaştıralım:
- I. Taşan sıvının kütlesi:
\(m_{\text{taşan su}_K} = m_K\)
\(m_{\text{taşan tuzlu su}_L} = m_L\)
K ve L özdeş olduğu için \(m_K = m_L\). Dolayısıyla, taşan sıvı kütleleri eşittir.
- II. Taşan sıvının hacmi:
\(V_{\text{taşan su}_K} = \frac{m_K}{\rho_{\text{su}}}\)
\(V_{\text{taşan tuzlu su}_L} = \frac{m_L}{\rho_{\text{tuzlu su}}}\)
K ve L özdeş olduğu için \(m_K = m_L\). Ancak, tuzlu suyun yoğunluğu (\(\rho_{\text{tuzlu su}}\)) suyun yoğunluğundan (\(\rho_{\text{su}}\)) daha büyüktür (\(\rho_{\text{tuzlu su}} > \rho_{\text{su}}\)). Bu durumda, \(V_{\text{taşan tuzlu su}_L} < V_{\text{taşan su}_K}\) olur. Dolayısıyla, taşan sıvı hacimleri eşit değildir.
- III. Etki eden kaldırma kuvveti:
\(F_K = m_K \cdot g\)
\(F_L = m_L \cdot g\)
K ve L özdeş olduğu için \(m_K = m_L\). Dolayısıyla, etki eden kaldırma kuvvetleri eşittir.
- I. Taşan sıvının kütlesi:
Sonuç olarak, K cismininkine eşit olan nicelikler I (Taşan sıvının kütlesi) ve III (Etki eden kaldırma kuvveti)'dir.
Cevap D seçeneğidir.