Если человек под водой держит свинцовый и пенопластовые шары, то почему при отпускании пенопластового шара

Пенопластовый шар на дне сосуда имеет положительную потенциальную энергию, которую ему сообщил человек, насильно запихнувший шар под воду. Состояние шара аналогично состоянию сжатой пружины. После освобождения шара, архимедова сила, направленная вверх, производит работу по преодолению шаром сопротивления воды и сообщению шару ускорения. После всплытия шар сначала несколько выскакивает из воды, падает, и так колеблясь постепенно теряет (на трение) остатки потенциальной энергии. После этого шар имеет нулевую кинетическую и нулевую потенциальную энергию (относительно поверхности воды).

не нарушается потенциальная энергия уменьшается. а второй случай верно описан

И где он нарушается? Ты выполняешь работу, удерживая пенопласт под водой.

потому что

в занимательной физике Перельмана есть весьма простой и красивый опыт.
"пузырек от пенициллина почти уравновешен водой и воздухов в сосуде с мембраной".
Давишь на мембрану и пузырёк тонет, оттягиваешь и пузырёк всплывает.
В 56 году, я, первоклассник сделал и принёс в школу, любимая учительница с военным орденом в виде жёлтой звезды, и ученики целый день с нам баловались.
среди её учеников 2 будущих полярных лётчиков, один из них герой СССР!!!

Потенциальная энергия - всего лишь работа, которая МОЖЕТ быть совершена в данной системе над данным телом.
Пот. энергия не нулевая, когда имеется неравенство сил, или предполагается, что какая-то сила будет убрана, тогда другая (другие) совершит работу.
Шарик удерживаете - реакция опоры уравновешивает разницу между силой тяжести и архимедовой силой. Руку убрали - неравенство сил, потенциальная энергия превращается в кинетическую.

Потенциальная энергия-это скалярная величина, то есть зависит от вектора движения и положения.