设总体积是V,空心体积为0.5V,漂浮时,有一半在水上,根据阿基米德原理:
F浮=ρ水gV排=ρ水g×0.5V=0.5ρ水gV排
同时,漂浮浮力等于重力,即:0.5ρ水gV=ρ球gV
化简得:ρ球=0.5ρ水
当全部注入水以后,质量变为:ρ球v+ρ水×0.5V=0.5ρ水v+0.5ρ水v=ρ水v,
即球的平均密度与水相等,故在水中应该漂浮。
漂浮在水面上球受力情况:受平衡力则
令制成球的材质密度为ρ球,整个球及空心部分的体积为V,能得出ρ球*1/2V=ρ水*V排
球没入水中1/2,则有V排=1/2V,计算以上等式得到ρ球=ρ水
所以球内部充满水 后的情况,相当于密度等于水的物体在水中的状态--悬浮