Почему стальной гвоздь тонет а стальное судно плавает?

Условие плавания: Fa = Fтяж, p g V = m g.

из него можно заключить, что стальной гвоздь тонет ввиду малого объема, но достаточно большой массы, а судно держится на воде за счет своего огромного объема

У стального судна есть борта - вот в чём фишка. Судно на самом деле пытается тонуть, но в какой-то момент в процессе погружения внезапно обнаруживается, что оно за счёт бортов уже вытеснило массу воды, равную его собственной массе, а при этом воды в трюм ещё не поймало. Получается уравновешивание веса судна весом вытесненной им воды, и - фокус: стальное судно плавает.
   
У гвоздя нет бортов, поэтому ему придётся утонуть.

Дано m=250г t=27 Q=2,4 Расплавится ли свинец? Сначала вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания свинца от 27град. до температуры плавления t2=327град. Q1=c*m*( t2-t1) ( c-удельная теплоемкость свинца =130Дж / кг*град.) Q1=130*0,25*(327-27)=9750Дж. Вычислим количество теплоты, которое затраченно на плавление, для этого от свего затраченного тела отнимем количество теплоты, истраченное на нагревание. Q2=Q - Q1 =10056-9750=306Дж. ( предварительно превратив 2,4ккал в Джоули. 1кал=4,19Дж , 2400*4,19=10056Дж =Q.) Зная удельную теплоту плавления свинца - лямбда=23000Дж / кг.Вычислим какую массу может расплавить 360Дж. Q2=лямбда*m1 , отсюда m1=Q2 / лямбда. m1=360 / 23000=0,016 кг =16г . 16г <250г. Весь свинец не расплавится, расплавится всего 16г .

Подвижный блок дает двойной выигрыш в силе. И если бы КПД и вес механизма равнялись бы нулю, то к веревке надо было бы приложить силу F = mg/2 = 40*10/2 = 200 Ньютонов.  Но так как механизм имеет некоторый вес и КПД меньше 1 то дополнительно приходится прикладывать силу = 250 - 200 = 50 Ньютонов.
 Используя те данные, которые даны в задаче, ответить точно какой КПД и чему равен вес механизма, нельзя. Можно узнать, какой будет КПД, если масса механизма, например, = 2 кг. Тогда вес механизма = 2*10 = 20 Ньютонов. Значит, что бы поднять груз с механизмом надо приложить силу 200 +20/2 = 210 Н. А приложили 250. Значит КПД = 210/250 = 0,84