Чтобы водолазный колокол опустился под воду, необходимо, чтобы сила, действующая на него вниз, была больше, чем архимедова сила, действующая на него вверх. Архимедова сила F_А может быть вычислена по формуле: F_А = ρ * g * V, где V — объем колокола, который равен площади основания S, умноженной на высоту H (V = S * H), р — плотность воды, g — ускорение свободного падения. Сила тяжести, действующая на колокол и груз, задается следующим выражением: F_t = (m + M) * g, где m — масса самого колокола, M — масса груза. Для того чтобы колокол опустился, должно выполняться неравенство: F_t > F_А. Подставляя наши выражения, получаем: (m + M) * g > ρ * g * S * H. Убираем g из неравенства (при условии, что g > 0): m + M > ρ * S * H. Отсюда М можно выразить так: M > ρ * S * H - m. Таким образом, минимальный груз M, который нужно прицепить к колоколу, чтобы он опустился под воду, будет равен: M = ρ * S * H - m (где M должно быть положительным). Если выражение ρ * S * H - m будет отрицательным, это значит, что колокол уже достаточно тяжел для того, чтобы опуститься в воду без дополнительного груза.
