একটি কঠিন ঘনক অর্ধেক পানির উপরে ও অর্ধেক পানির নিচে ভাসছে। আপনি যদি ঘনকটি পানির মধ্যে ২ সে.মি. গভীরে ঠেলে দেন এবং তারপর সেটিকে ছেড়ে দেন, তাহলে কি ঘটবে? (50th BCS)

এই ঘটনাটি আর্কিমিডিসের প্লবতা সূত্র (Archimedes' Principle) এবং বস্তুর সাম্যাবস্থার (Equilibrium) সাথে সম্পর্কিত। প্লবতা ও সাম্যাবস্থা: একটি ঘনক যখন অর্ধেক ডুবে ভাসতে থাকে, তখন এর অর্থ হলো ঘনকের ওজন এবং এর দ্বারা অপসারিত পানির ওজন (অর্থাৎ ঊর্ধ্বমুখী প্লবতা বল) ঠিক সমান। এটি বস্তুর স্থির সাম্যাবস্থা। ঠেলে দেওয়ার ফলাফল: আপনি যখন ঘনকটিকে ২ সে.মি. নিচে ঠেলে দেবেন, তখন এটি আগের চেয়ে বেশি পরিমাণ পানি অপসারণ করবে। আর্কিমিডিসের সূত্রানুসারে অপসারিত পানির আয়তন বাড়লে প্লবতা বা ঊর্ধ্বমুখী বলও বৃদ্ধি পায়। ফলে প্লবতা বল এখন বস্তুর ওজনের চেয়ে বেশি হয়ে যাবে। আপনি যখন হাত সরিয়ে নেবেন, তখন এই অতিরিক্ত ঊর্ধ্বমুখী বলের (Restoring force) কারণে ঘনকটি ওপরের দিকে লাফিয়ে উঠবে। পানির ঘর্ষণ ও সান্দ্রতার কারণে এটি কিছুক্ষণ ওপর-নিচ দুলতে থাকবে (Simple harmonic motion) এবং অবশেষে তার আগের সেই সাম্যাবস্থায়— অর্থাৎ ঠিক অর্ধেক ডুবে থাকা অবস্থায় ফিরে আসবে। Source: Fundamentals of Fluid Mechanics; Physics Stack Exchange.