Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- Verilen Bilgiler:
- K, L ve M katı cisimlerinin hacimleri eşittir: \(V_K = V_L = V_M = V\).
- Cisimler şekildeki gibi dengededir.
- M cismi kap tabanına temas etmektedir.
- Temel Prensip: Bir cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin batan hacmi, sıvının yoğunluğu ve yerçekimi ivmesinin çarpımına eşittir: \(F_K = V_{batan} \cdot \rho_{sıvı} \cdot g\). Denge durumunda cismin ağırlığı (\(G\)) ile kaldırma kuvveti (\(F_K\)) arasındaki ilişki cismin durumuna göre değişir.
- K Cismi İçin:
- K cismi sıvı yüzeyinde yüzmektedir (kısmen batmıştır).
- Yüzen cisimler için cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir: \(G_K = F_{K,K}\).
- Kısmen battığı için batan hacmi, cismin toplam hacminden küçüktür: \(V_{batan,K} < V\).
- Dolayısıyla, \(G_K = V_{batan,K} \cdot \rho_{sıvı} \cdot g < V \cdot \rho_{sıvı} \cdot g\).
- L Cismi İçin:
- L cismi sıvıda askıda kalmıştır (tamamen batmış ama dibe değmemiştir).
- Askıda kalan cisimler için cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir: \(G_L = F_{K,L}\).
- Tamamen battığı için batan hacmi, cismin toplam hacmine eşittir: \(V_{batan,L} = V\).
- Dolayısıyla, \(G_L = V \cdot \rho_{sıvı} \cdot g\).
- M Cismi İçin:
- M cismi batmıştır ve kap tabanına temas etmektedir.
- Batan cisimler için cismin ağırlığı kaldırma kuvvetinden büyüktür: \(G_M > F_{K,M}\).
- Tamamen battığı için batan hacmi, cismin toplam hacmine eşittir: \(V_{batan,M} = V\).
- Dolayısıyla, \(G_M > V \cdot \rho_{sıvı} \cdot g\).
- Ağırlıkların Karşılaştırılması:
- Yukarıdaki analizlerden elde ettiğimiz sonuçları birleştirelim:
- \(G_K < V \cdot \rho_{sıvı} \cdot g\)
- \(G_L = V \cdot \rho_{sıvı} \cdot g\)
- \(G_M > V \cdot \rho_{sıvı} \cdot g\)
- Bu eşitsizlikleri sıraladığımızda, cisimlerin ağırlıkları arasındaki ilişki şu şekilde olur:
\(G_M > G_L > G_K\)
- Yukarıdaki analizlerden elde ettiğimiz sonuçları birleştirelim:
Cevap E seçeneğidir.