Сначала простая задача шарик для пинг-понга, ожем погрузить как можно глубже, рано или поздно глубина погружения уже не играет роли, сила сопротивления равна, силе трения. Будет двигаться под водой равномерно. Нужно узнать высоту выпрыгивания над водой.
И более инженерный вопрос, спроектировать такой поплавок, скорость всплытия которого будет макимальна.
А ты не погружай слишком-то, а то там давление такое, что твое тело просто раздавит и оно вообще не всплывет. Начни с небольших глубин, закона Архимеда и закона Ньютона - и у тебя все получится.
Формулы для расчёта здесь:
http://otvet.mail.ru/answer/113681249
По ним получается, что шарик будет всплывать со скоростью около полутора метров в секунду. Попробовал сейчас в рукомойнике. Да скорость примерно такая. Но при всплытии шарик не отрывается от поверхности воды, - при такой малой массе слишком мала кинетическая энергия и слишком велики силы поверхностного натяжения.
Правда один раз шарик выпрыгнул из рукомойника, преодолев бортик, возвышавшийся над водой на один сантиметр. Причина, вероятно, в том, что вместе с шариком поднимается на поверхность воды всплеск объёмом с полшарика. Шарик при всплытии обычно съезжает в сторону от всплеска. Но тут натолкнулся на стенку и перепрыгнул её))
Если вместо шарика взять длинную китообразную каплю и подобрать оптимальную её плотность, скажем, вполовину или вчетверть плотности воды, то всплывать она будет уже со скоростью 5 метров в секунду (18 километров в час) . Такая "сигара" будет тормозить силой тяготения полсекунды и преодолеет теоретически 1.25 метра. В итоге, с учётом всех потерь, хвост "сигары" оторвётся от поверхности воды на полметра.
При половинной плотности сигары оптимальная глубина погружения должна быть приблизительно равна теоретической высоте прыжка плюс длина сигары, то есть почти полтора метра. Вроде
Чем меньше глубина погружения (5 см) тем выше выпрыгивает шарик Максимальная высота 10 см
Во-первых, чем меньше плотность Вашего тела, тем больше сила Архимеда. И чем оно более "обтекаемое", тем больше скорость.
⇢