Из пра­ви­ла ры­ча­гов легко по­нять, что ваза будет сто­ять устой­чи­во тогда, когда центр её тя­же­сти (вме­сте с водой) на­хо­дит­ся над пло­ща­дью опоры. В ином слу­чае ваза пе­ре­вернётся.

Когда в вазе мало воды, центр тя­же­сти будет на­хо­дит­ся над ос­но­ва­ни­ем, и ваза будет сто­ять устой­чи­во. Будем по­сте­пен­но до­ли­вать воду. Пер­вый мо­мент, когда ваза ста­нет не­устой­чи­вой, легко опре­де­лить из сим­мет­рии (см. рис. 1). В этом слу­чае, оче­вид­но, центр тя­же­сти вазы с водой будет на­хо­дить­ся ровно над краем ос­но­ва­ния; при до­ли­ва­нии ма­ло­го ко­ли­че­ства воды уентр тя­же­сти пе­ре­ме­стит­ся влево, и ваза упадёт.

Будем до­ли­вать воду даль­ше. Когда пер­вая сек­ция будет це­ли­ком за­пол­не­на, центр тя­же­сти будет на­хо­дить­ся за пре­де­ла­ми ос­но­ва­ния. Ана­ло­гич­но при любом про­цен­те за­пол­не­ния вто­рой сек­ции.

На­учим­ся опре­де­лять центр тя­же­сти вазы, когда часть тре­тьей сек­ции за­пол­не­на. Пер­вые две сек­ции мы можем за­ме­нить на гру­зи­ки, мас­са­ми, рав­ны­ми массе воды в этих сек­ци­ях, и рас­по­ло­жен­ны­ми прямо под их цен­тра­ми тя­же­сти (см. рис. 2). Воду же в тре­тьей сек­ции мы можем за­ме­нить на гру­зик, мас­сой, рав­ной массе воды в этой сек­ции, и рас­по­ло­жен­ный ровно по се­ре­ди­не сек­ции. Центр тя­же­сти трёх гру­зи­ков опре­де­лить не со­став­ля­ет труда из пра­ви­ла ры­ча­гов. Стоит от­ме­тить, что нас ин­те­ре­су­ет лишь то, на­хо­дит­ся центр тя­же­сти над пло­ща­дью опоры или нет, т. е. его по­ло­же­ние по го­ри­зон­та­ли.

Те­перь вы­чис­лим все тре­бу­е­мые ве­ли­чи­ны. Дно у вазы квад­рат­ное и имеет пло­щадь S  =  64 см². В то же время, сто­ро­на этого квад­ра­та  —че­ты­ре клет­ки, что видно из ри­сун­ка. От­сю­да можем сде­лать вывод, что одна клет­ка на ри­сун­ке со­от­вет­ству­ет двум сан­ти­мет­рам.

Тогда пер­вый мо­мент не­устой­чи­во­сти вазы будет при объёме воды, рав­ном S · 8 см  =  512 см³  =  512 мл.

Легко ви­деть, что цен­тры тя­же­сти пер­вой и вто­рой сек­ции на­хо­дят­ся друг над дру­гом и на рас­сто­я­нии в пол клет­ки от края вазы. Со­ста­вим урав­не­ние для вто­ро­го слу­чая:

От­сю­да:

А зна­чит, не­устой­чи­вость вазы за­кон­чит­ся при­объёме воды, рав­ном 1280 мл. При даль­ней­шем до­ли­ва­нии воды центр тя­же­сти всей вазы будет толь­ко сме­щать­ся к цен­трц, т. е. ваза будет сто­ять устой­чи­во.

Ответ: Ваза будет сто­ять устой­чи­во, если в ней не более, чем 512 мл воды, либо не менее чем 1280 мл воды.