Для вычисления массы камня в воздухе воспользуемся формулой:

F = m * g

где F - сила веса камня в воздухе, m - масса камня, g - ускорение свободного падения (округлим значение до 10 м/с^2).

Также известно, что плотность камня равна 2500 кг/м^3, а сила, затрачиваемая на удержание камня в воде, равна 30 Н.

Плотность можно выразить как отношение массы к объему:

p = m/V

m = p * V

Так как плотность и объем связаны соотношением:

p = m/V

m = p * V

Так как вода создает дополнительную силу подъема, равную весу перемещенного воды, то:

F = F’w = Vw p g

F = 30 Н

Vw - объем воды, в том месте где мы держим камень

плотность воды равна p = 1000кг/м^3

Vw = F / (p * g) = 0,003 м^3

Если рассматривать систему камень-вода, то сила, действующая снаружи на камень будет равна силе тяжести камня минус
сила подъема воды:

F = (m g) - (p g * Vw) = 0

m = p V = 2500 0,003 = 7,5 кг

Масса камня в воздухе составляет 7,5 кг.