Определите количество теплоты (19 октября 2011)

Шарик для игры в настольный теннис радиусом 15 мм и массой 5 г погружен в воду на глубину 30 см. Когда шарик отпустили, он выпрыгнул из воды на высоту 10 см. Определите количество теплоты, выделившейся при этом.

Задание 2-го муниципального этапа В. О. Ш. по физике, 2006 год.

Комментарии

По закону сохранения энергии, работа силы Архимеда A будет равна сумме потенциальной энергии тела в высшей точке Wp и выделившемуся количеству теплоты Q.

A = Q + Wp,     (1)

A = (Fa − mg) h1,     (2)

где h1 — глубина, Fa — сила Архимеда.

Wp = mgh2,

где h2 — высота над водой.     (3)

Fa = ρgV = (4/3) пρgr3.     (4)

Подставляя (2) - (4) в (1), получаем:

((4/3) пρgr3 − mg) h1 = Q + mgh2,

откуда Q = ((4/3) пρgr3 − mg) h1 − mgh2.

Подставляя числовые данные, получаем:

Q = 22 мДж.

Вопрос: а корректно ли это? Ведь для движущегося тела в жидкости закон Архимеда неприменим.
А разве из этого следует, что сила Архимеда не может совершать работы?
Может, только вычисляться эта сила будет иначе.
Если мой вариант решения неверный, то подскажите, как правильно решить задачу.
В задачнике С. М. Козела есть данная задача, и ответ сходится.
Вопрос о применимости закона Архимеда для тела, движущегося в жидкости с ускорением.
То есть мое решение задачи верно?
по ходу решения эта задача правильная, но вот только я не понимаю, зачем здесь нету силы сопротивления в водной среде, ведь она препятствует движению?!
за счет силы сопротивления, т.е силы трения о слои воды, тело нагревается, т.е. выделяется Q.

Хотел поправить: работу совершает не Архимедова сила, а выталкивающая, т.е. Fа − Fтр. А так решение правильное.

Надоело разбираться?