2023.C.3.2

Należy najpierw zrozumieć dlaczego bez żadnego dodatkowego ciężarka po zanurzeniu obu klocków w cieczy układ nie będzie już zrównoważony. Jest tak dlatego, ponieważ na oba klocki działa siła wyporu, której wartość możemy obliczyć ze wzoru: Fw = ro*g*Vzan, gdzie Vzan, to objętość zanurzonej części ciała. Ponieważ oba klocki są całkowicie zanurzone, a klocek B ma większą objętość, to na klocek B będzie działała większa siła wyporu niż na klocek A, stąd układ nie będzie w równowadze.

Ale teraz możemy to zniwelować np. przesuwają punkt podparcia belki w stronę klocka A. Jest tak dlatego, że pamiętajmy tu jeszcze o ciężarach samych klocków A i B - a w kontekście warunku równowagi związanego z brakiem obrotu ważne są momenty tych sił. Wartość momentu jest tym większa im większe jest ramię danej siły, czyli w naszym przypadku odległość zaczepienia tej siły od punktu względem którego belka mogłaby się obracać, czyli punktu O. Wiemy, że z uwagi na różne siły wyporu klocek B będzie silniej wypychany w górę, należy to zatem zrównoważyć większym momentem siły ciężkości klocka B, a zatem należy zwiększyć ramię siły ciężkości klocka B, czyli przesunąć punkt podparcia O w stronę klocka A (a nie w stronę klocka B) - dlatego zdanie drugie jest fałszywe.

Zdanie trzecie opiera się na innej metodzie zrównoważenia układu. Nie przesuwamy teraz punktu podparcia (nie zmieniamy momentów sił ciężkości klocków), ale za to klocek B, który jest mocniej wypychany w górę przez siłę wyporu "dociskamy" w dół dodatkowym ciężarkiem C. Jeśli teraz zmniejszylibyśmy gęstość cieczy, w której znajdują się klocki, to zauważmy, że zmaleją również siły wyporu działające na te klocki, bo siła wyporu to Fw = ro*g*Vzan (zmniejszamy ro, maleje więc Fw). Siła wyporu działająca na klocek B dalej jest większa niż ta działająca na klocek A, ale różnica między nimi jest już mniejsza (bo obie zmalały procentowo o tyle samo), toteż wystarczy już nieco lżejszy ciężarek C dociskający w dół klocek B, aby zrównoważyć cały układ.