Вертикальное положение карандаша в воде - неустойчивое положение и если опустить карандаш вертикально в воду и отпустить, то он займёт горизонтальное положение..
Всё объясняется расположением центра масс..
В кораблестроении есть выражение остойчивость, именно расположение центра масс (метацентра) по отношению к геометрическому центру обуславливает остойчивость (чем ниже центр масс, тем остойчивость выше и тем при больших возмущениях и волнах, стремящихся опрокинуть корабль возвращается обратно)..
И карандаш в вертикальном положении уже при малых возмущениях перейдёт в горизонтальное положение.. Сместить его в вертикальное положение просто - сместить центр тяжести грузиком.. И это положение уже будет устойчивым..