Soluţii corecte: Traian Dajma, Dan Florescu, Ady Nicolae, Viorel Manta, Ioan Scutaru, Stefan Gatachiu, Emil Claudiu Man, Alexandru Cohal.

 

Traian Dajma:

Nivelul apei ramane constant.

Legea lui Arhimede argumenteaza raspunsul: "Un corp scufundat intr-un fluid, este impins de jos in sus de catre fluid, cu o forta (forta arhimedica) egala cu greutatea volumului de fluid dislocat de corp."

Pentru un corp scufundat partial sau total, aflat in echilibru intr-un fluid, forta arhimedica este egala cu forta de greutate al acelui corp. Pentru un corp scufundat, asezat pe fundul paharului, greutatea corpului este egala cu suma dintre forta arhimedica si normala la suprafata de contact.

Densitate apa=1000kg/m³. Densitate gheata=900kg/m³. Gheata avand densitatea mai mica decat a apei, va pluti la suprafata apei, partial scufundata in apa.

Greutatea ghetii = Greutatea volumului de apa dislocata de gheata.

Prin inghetarea unei cantitati de apa sau topirea aceleiasi cantitati de apa transformata in gheata, singura marime fizica ce se modifica, este volumul (prin inghetare, creste cu 9%). Greutatea (G=m*g) ramane constanta, deoarece nu se schimba nici masa cantitatii prin inghet/ dezghet, nici atractia gravitationala. Prin urmare, greutatea cantitatii de apa care initial a fost in stare de gheata, ramane identica cu greutatea cantitatii de apa rezultata dupa topire. Cum in pahar, am aceeasi greutate adaugata pentru a avea nivelul de apa situat la marginea gurii paharului, si dupa schimbarea starii de agregare din solid in lichid voi avea aceeasi greutate, si prin urmare acelasi nivel de apa, la gura paharului.

 

Stefan Gatachiu:

Se știe că prin înghețarea apei, volumul gheții obținute este mai mare decât volumul apei. Deci, invers, prin topirea gheții, volumul apei rezultate este mai mic decât volumul gheții.

Dacă gheața ar fi complet sub nivelul apei, atunci, prin topire, nivelul apei din pahar ar scădea.

Cum o porțiune mică din gheață este peste nivelul apei, volumul de apă obținut prin topirea acestei porțiuni compensează volumul care se pierde prin topirea gheții de sub nivelul apei.

Deci nivelul apei din pahar rămâne același.

 

Alexandru Cohal:

Deoarece bucata de gheață plutește liber, fără să fie în contact cu pereții sau cu fundul vasului, volumul de apă dezlocuit este exact cât să îi susțină masa. Întrucât prin trecerea gheții din stare solidă în stare lichidă, masa nu se schimbă, nivelul apei din pahar va rămâne același după topirea gheții.