Sorunun Çözümü
Cisimlerin bir sıvı içindeki konumları, cismin yoğunluğu ile sıvının yoğunluğunun karşılaştırılmasıyla belirlenir. Yoğunluk formülü \(d = m/V\)'dir.
- X cismi için:
- Kütle (\(m_X\)): Terazi 100 g gösteriyor. Yani \(m_X = 100 \text{ g}\).
- Hacim (\(V_X\)): Dereceli silindirdeki su seviyesi 150 cm³'ten 200 cm³'e yükseliyor. Bu durumda \(V_X = 200 \text{ cm}^3 - 150 \text{ cm}^3 = 50 \text{ cm}^3\).
- Yoğunluk (\(d_X\)): \(d_X = m_X / V_X = 100 \text{ g} / 50 \text{ cm}^3 = 2 \text{ g/cm}^3\).
- Y cismi için:
- Kütle (\(m_Y\)): Terazi 200 g gösteriyor. Yani \(m_Y = 200 \text{ g}\).
- Hacim (\(V_Y\)): Dereceli silindirdeki su seviyesi 200 cm³'ten 250 cm³'e yükseliyor. Bu durumda \(V_Y = 250 \text{ cm}^3 - 200 \text{ cm}^3 = 50 \text{ cm}^3\).
- Yoğunluk (\(d_Y\)): \(d_Y = m_Y / V_Y = 200 \text{ g} / 50 \text{ cm}^3 = 4 \text{ g/cm}^3\).
Sıvının yoğunluğu \(d_{\text{sıvı}} = 2 \text{ g/cm}^3\) olarak verilmiştir.
- X cisminin konumu: \(d_X = 2 \text{ g/cm}^3\) ve \(d_{\text{sıvı}} = 2 \text{ g/cm}^3\). Cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğuna eşit olduğu için X cismi sıvıda askıda kalır (yüzeyde veya dipte olmadan sıvının içinde dengede durur).
- Y cisminin konumu: \(d_Y = 4 \text{ g/cm}^3\) ve \(d_{\text{sıvı}} = 2 \text{ g/cm}^3\). Cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan büyük olduğu için Y cismi sıvının dibine batar.
Bu duruma uyan seçenek C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.