Sorunun Çözümü
Bu soruyu çözmek için Arşimet Prensibi'ni kullanacağız. Bir cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin havada ölçülen ağırlığı ile sıvı içinde ölçülen ağırlığı arasındaki farka eşittir. Ayrıca, kaldırma kuvveti, cismin batan hacmi (bu durumda cismin tüm hacmi), sıvının yoğunluğu ve yerçekimi ivmesinin çarpımına eşittir (F_k = V_cisim * ρ_sıvı * g).
- Kaldırma Kuvveti Hesaplaması:
- X cismi için: Kaldırma kuvveti (F_kX) = Havada ağırlık - Sıvıdaki ağırlık = 15 N - 12 N = 3 N
- Y cismi için: Kaldırma kuvveti (F_kY) = Havada ağırlık - Sıvıdaki ağırlık = 20 N - 15 N = 5 N
- Z cismi için: Kaldırma kuvveti (F_kZ) = Havada ağırlık - Sıvıdaki ağırlık = 18 N - 14 N = 4 N
- Hacim İlişkisi:
Cisimler aynı türdeş sıvıya bırakıldığı ve tamamen battığı için, kaldırma kuvveti (F_k = V_cisim * ρ_sıvı * g) cismin hacmi (V_cisim) ile doğru orantılıdır (çünkü ρ_sıvı ve g sabittir). Bu durumda, kaldırma kuvveti ne kadar büyükse, cismin hacmi de o kadar büyüktür.
- Hesapladığımız kaldırma kuvvetleri: F_kY = 5 N, F_kZ = 4 N, F_kX = 3 N.
- Bu durumda kaldırma kuvvetleri arasındaki ilişki: F_kY > F_kZ > F_kX.
- Dolayısıyla, hacimler arasındaki ilişki de aynı olacaktır: V_Y > V_Z > V_X.
Cevap D seçeneğidir.