Kulka o gęstości d=400 kg/m3 wpada swobodnie z wysokości h=12 cm do wody o gęstości dw=1000 kg/m3. Na jaką głębokość zanurzyłaby się ona w wodzie, jeśli opory jej ruchu można by było zaniedbać. Proszę o wyjaśnienie pokolei co i jak się robi.

Można skorzystać z zasady zmiany energii mechanicznej: Em1 + W = Em2 Energia mechaniczna na początku to tylko energia potencjalna ciężkości względem najniższego poziomu:  Em1 = Ep = m·g·(h + s) Końcowa energia mechaniczna jest zerowa: Em2 = 0 Natomiast praca W jest pracą siły wyporu na drodze zanurzenia s: W = F·s·cos180° = - F·s Mamy więc:  m·g·(h + s) - F·s = 0 m·g·h + m·g·s = F·s       --->      s = m·g·h / (F - m·g) = h / ((F/(m·g)) -1) Siłę wyporu F i masę kulki m obliczamy jako  (V - objętość kulki): F = dw·V·g                     m = d·V Dlatego też potrzebne w równaniu na s wyrażenie F/(m·g) jest równe: F/(m·g) = (dw·V·g) / (d·V·g) = dw/d Ostatecznie głębokość zanurzenia: s = h / ((dw/d) - 1) = 12 / ((1000/400) - 1) = 8 cm