Для решения задачи воспользуемся законом Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует поднимающая сила, равная весу вытесненной жидкости.

По условию задачи, мальчик без усилий может поднять груз массой 10 кг, что соответствует весу этого груза. Таким образом, вытесненный объем воды, необходимый для уравновешивания веса груза, равен объему груза.

Объем груза:
V = m/ρ, где m - масса груза, ρ - плотность груза

V = 10 кг / 2500 кг/м3 = 0,004 м3

Теперь найдем массу камня, который мальчик сможет поднять в воде. По условию задачи, если камень поднимается в воздухе без усилий, то в воде он также должен подниматься без усилий. Значит, вес камня в воде будет равен весу вытесненной им объема воды.

Масса камня в воде:
m = V ρводы = 0,004 м3 1000 кг/м3 = 4 кг

Таким образом, мальчик сможет поднять камень массой 4 кг в воде.