Verilen sistemde K ve L cisimleri bir ip ile bağlı olup sıvı içerisinde dengededir. İpteki gerilme kuvveti sıfırdan farklıdır (\(T \neq 0\)).
- K cismi için analiz:
- K cisminin ağırlığı (\(G_K\)) aşağı yönlü.
- Sıvının K cismine uyguladığı kaldırma kuvveti (\(F_{bK}\)) yukarı yönlü.
- İpteki gerilme kuvveti (\(T\)) aşağı yönlü.
- L cismi için analiz:
- L cisminin ağırlığı (\(G_L\)) aşağı yönlü.
- Sıvının L cismine uyguladığı kaldırma kuvveti (\(F_{bL}\)) yukarı yönlü.
- İpteki gerilme kuvveti (\(T\)) yukarı yönlü.
K cismi kısmen sıvıya batmış durumdadır ve ip onu aşağı doğru çekmektedir. Dengede kalması için K cismine etki eden kuvvetler şunlardır:
Denge koşulu: \(F_{bK} = G_K + T\)
İpteki gerilme kuvveti sıfırdan farklı (\(T > 0\)) olduğu için, \(F_{bK} > G_K\) olmalıdır. Bu durum, K cisminin özkütlesinin sıvının özkütlesinden küçük olduğunu gösterir. Çünkü eğer K serbest bırakılsaydı, daha az batarak yüzerdi veya tamamen su yüzeyine çıkardı.
Yani, \(d_K < d_{sıvı}\).
L cismi tamamen sıvıya batmış durumdadır ve ip onu yukarı doğru çekmektedir. Dengede kalması için L cismine etki eden kuvvetler şunlardır:
Denge koşulu: \(G_L = F_{bL} + T\)
İpteki gerilme kuvveti sıfırdan farklı (\(T > 0\)) olduğu için, \(G_L > F_{bL}\) olmalıdır. Bu durum, L cisminin özkütlesinin sıvının özkütlesinden büyük olduğunu gösterir. Çünkü eğer L serbest bırakılsaydı, batardı.
Yani, \(d_L > d_{sıvı}\).
Şimdi verilen ifadeleri değerlendirelim:
- K cisminin özkütlesi L'ninkinden küçüktür.
Bulduğumuz sonuçlara göre \(d_K < d_{sıvı}\) ve \(d_L > d_{sıvı}\) olduğundan, kesinlikle \(d_K < d_L\) ilişkisi vardır. Bu ifade doğrudur. - L cisminin özkütlesi, sıvınınkine eşittir.
Eğer \(d_L = d_{sıvı}\) olsaydı, L cisminin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşit olurdu (\(G_L = F_{bL}\)). Bu durumda ipteki gerilme kuvveti \(T = 0\) olurdu, ki bu soruda verilen "ip gerilmesi sıfırdan farklı" bilgisiyle çelişir. Bu ifade yanlıştır. - K cisminin özkütlesi, sıvınınkinden büyüktür.
K cismi için yaptığımız analizde \(d_K < d_{sıvı}\) olduğunu bulmuştuk. Bu ifade yanlıştır.
Bu durumda sadece I. ifade doğrudur.
Cevap A seçeneğidir.