Задание OGEPHYSE199C8: Закон Архимеда. Формула для определения выталкивающей силы, действующей на тело, погружённое в жидкость или газ. Условие плавания тела. Плавание судов и воздухоплавание

Работаем в системе отсчёта Земли. Ось Oy направим вертикально вверх. Жидкость считаем однородной и практически несжимаемой; выталкиванием воздуха пренебрегаем.
На свободно плавающее неподвижное тело действуют сила тяжести mg вниз и сила Архимеда F_А вверх. Опоры и подвеса нет. Условие равновесия в проекции на Oy:
F_А − mg = 0.
По закону Архимеда F_А = ρ_ж · gV_погр. Поэтому:
ρ_ж · gV_погр = mg;
V_погр = mρ_ж.
Выталкивающая сила при плавании равна силе тяжести; изменение плотности жидкости компенсируется изменением погружённого объёма.
Лёд плавает в воде, не касаясь дна; его плотность меньше плотности жидкой воды. Из равновесия сила Архимеда равна mg, поэтому до таяния лёд вытесняет объём:
V_выт = mρ_в.
При таянии масса сохраняется. Масса образовавшейся воды равна m, а её объём:
V_тал = mρ_в.
Таким образом, V_тал = V_выт. После таяния добавляется ровно столько жидкой воды, сколько ранее было вытеснено погружённой частью льда. Уровень остаётся прежним. Изменением плотности самой воды с температурой и испарением в школьной модели пренебрегаем.
Правильно утверждение 2, содержащее необходимое обоснование. Вариант 1 сообщает о превращении вещества, но не доказывает сохранения уровня. Вариант 3 сравнивает талую воду с полным объёмом льда, хотя часть льда выступала над поверхностью. Общая масса воды и льда не возрастает, поэтому вариант 4 неверен.
Проверка: для 1 кг льда вытесненный объём и объём талой воды оба равны 0,001 м³. Ответ: 2.