Çözüm Adımları:
1. Adım: Archimedes Prensibi ve Yüzen Cisimler
Yüzen bir cisim, kendi ağırlığına eşit miktarda sıvıyı yerinden taşırır. Bu durumda, buz parçasının ağırlığı (G_buz), buzun suya batan kısmının taşırdığı suyun ağırlığına (G_taşan_su) eşittir. Yani, G_buz = G_taşan_su.
2. Adım: Kütle ve Yoğunluk İlişkisi
Ağırlık = kütle x yerçekimi ivmesi (G = m * g) olduğundan, m_buz * g = m_taşan_su * g. Bu da m_buz = m_taşan_su demektir. Buz eridiğinde, buzun kütlesi, eriyen suyun kütlesine eşit olur (m_buz = m_eriyen_su). Böylece, eriyen suyun kütlesi, buzun ilk başta taşırdığı suyun kütlesine eşittir (m_eriyen_su = m_taşan_su).
3. Adım: Su Seviyesindeki Değişim
Kütle = yoğunluk x hacim (m = d * V) olduğundan, m_eriyen_su = d_su * V_eriyen_su ve m_taşan_su = d_su * V_taşan_su'dur. İkinci adımdan m_eriyen_su = m_taşan_su olduğu için, d_su * V_eriyen_su = d_su * V_taşan_su eşitliği geçerlidir. Buradan da V_eriyen_su = V_taşan_su sonucuna ulaşırız. Bu, buz eridiğinde oluşan suyun hacminin, buzun ilk başta suya batan kısmının hacmine eşit olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla, buz eridiğinde yerini kapladığı suyun hacmi kadar suya dönüştüğü için, bardaktaki toplam su seviyesi değişmez.