Odpowiedź: Poziom wody w basenie po zatonięciu w wodzie wyrzuconego ciężarka zmaleje.

Uzasadnienie (Sposób 1 – Odwołanie się do siły wyporu działającej na układ łódka–chłopiec–ciężarek):

W pierwszej sytuacji siła wyporu równoważy ciężar układu łódka z chłopcem – ciężarek. Zgodnie z prawem Archimedesa i I zasadą dynamiki, ciężar wypartej wody jest równy ciężarowi łódki z chłopcem i z ciężarkiem:

$V_{wyp1} \rho_{wody} g = m_l g + m_c g$

W drugiej sytuacji, siła wyporu działająca na cały układ (łódkę, chłopca i zatopiony ciężarek), czyli ciężar wypartej (przez łódkę, chłopca i zatopiony ciężarek) wody nie równoważy ciężaru układu łódka z chłopcem –ciężarek, ponieważ ciężarek zatonął (chociaż łódka z chłopcem pływa). Zatem ciężar wypartej wody (przez łódkę z chłopcem i zatopiony ciężarek) jest mniejszy od łącznego ciężaru łódki z chłopcem oraz ciężarka:

$V_{wyp2} \rho_{wody} g < m_l g + m_c g$

Zatem: $V_{wyp2} < V_{wyp1}$

Objętość wypartej przez cały układ (łódkę z chłopcem i zatopiony ciężarek) wody jest w drugiej sytuacji mniejsza, dlatego poziom wody obniży się.

Alternatywnie (Sposób 2 – Odwołanie się do siły wyporu działającej na ciężarek):

W obu sytuacjach łódka z chłopcem pływa i wypiera ustaloną ilość wody. Dlatego rozważamy siłę wyporu działającą w obu sytuacjach tylko na ciężarek. Zgodnie z prawem Archimedesa i I zasadą dynamiki, w pierwszej sytuacji ciężar wypartej wody (ponad to co wypiera łódka) jest równy ciężarowi ciężarka:

$V'_{wyp1} \rho_{wody} g = m_c g \rightarrow V'_{wyp1} = \frac{m_c}{\rho_{wody}}$

W drugiej sytuacji objętość wody wypartej przez ciężarek jest równa objętości ciężarka:

$V'_{wyp2} = \frac{m_c}{\rho_c}$

Ciężarek tonie (gęstość ciężarka jest większa od gęstości wody), więc:

$\rho_c > \rho_{wody}$

Zatem: $V'_{wyp2} < V'_{wyp1}$