중성부력

요약 부력과 중력의 힘이 동일한 상태로, 중성부력을 유지하면 물에서 뜨지도 가라앉지도 않는다.

부력(浮力)은 중력(重力)과 반대방향으로 작용하는 힘으로, 유체(기체나 액체) 속에 있는 물체를 중력에 반하여 위로 띄우는 힘을 말한다. 물체를 공기나 물 즉 유체에 넣었을 때 물체에 작용하는 부력의 크기는 물체의 부피와 같은 양의 유체에 작용하는 중력의 크기와 같다. 다시 말해 부력이란 어떤 물체가 공기나 물 속에 있을 때 물체에 의해 밀려난 물이나 공기의 무게만큼 물체를 위로 떠받치는 힘이라 할 수 있다. 이런 아르키메데스의 원리(부력의 원리)에 의하여 고안된 것이 열기구·헬륨풍선·배·잠수함 등이다.

한편 중성부력은 부력과 중력의 힘이 동일하여 물에서 뜨지도 가라앉지도 않는 상태를 말하며 물에서 뜨려는 성질은 양성부력, 가라앉으려는 성질은 음성부력이라 한다.

물고기는 기체로 채워져 있는 부레를 이용하여 물에 뜨지도 가라앉지도 않는 중성부력을 유지한다. 잠수함의 경우 수중에서 항해를 하거나 정지해 있으려면 물 위로 떠올라서도 안 되고, 가라앉아서도 안 되기 때문에 중성부력을 유지하는 것이 중요한데 중량과 부력의 변화를 인지하여 밸러스트 탱크(ballast tank)라는 물탱크에 해수를 보충하거나 배출함으로써 중성부력을 유지할 수 있다.

스쿠버다이버 역시 원하는 수심에 머무르며 몸을 마음대로 가누려면 부력조절기(BC; buoyancy compensator)의 도움과 적절한 호흡법을 통해 중성부력을 유지해야 한다.