아르키메데스의 원리
다른 표기 언어 Archimedes' principle요약 BC 3세기에 그리스의 수학자이며 발명가인 아르키메데스가 발견한 부력에 관한 물리법칙.
아르키메데스의(Archimedes)
기체나 액체로 이루어진 유체에 물체가 완전히 잠기거나 혹은 일부분이 잠겨 정지하고 있으면 물체가 밀어낸 유체의 무게만큼 부력이 위쪽으로 작용한다.
물체가 밀어낸 유체의 부피는 유체에 잠긴 부분의 부피와 같다. 밀려난 유체의 무게는 위로 작용하는 부력의 크기와 같아진다. 즉 액체나 기체에서 물체가 떠오르지도 가라앉지도 않는다면 뜬 물체에 작용하는 부력은 뜬 물체의 무게와 크기는 같고 방향이 반대가 된다. 예를 들어 처음 진수시킨 배는 배가 밀어낸 물의 무게가 배의 무게와 똑같아질 때까지 가라앉게 된다. 이 배에 짐을 실으면 배가 더 깊이 가라앉으면서 더 많은 물을 밀어내 부력의 크기가 배와 짐을 합한 무게와 같아지게 유지한다.
물 속에 나무를 놓거나 헬륨(He)을 채운 풍선을 공기 중에 풀어놓을 때처럼 물체의 무게가 밀려난 유체의 무게보다 가벼워지면 물체가 떠오른다. 물체의 무게가 밀어낸 유체의 무게보다 무거운 경우에는 물체가 가라앉게 되지만 물체는 밀어낸 유체의 무게만큼 가벼워진다. 실제로 무게를 정확히 재려면 주변 공기의 부력 효과를 보정해주어야 한다. 물체가 더 깊이 잠길수록 유체 압력이 증가하기 때문에 부력이 생긴다.
그러므로 잠긴 물체가 받는 압력은 깊이 잠긴 쪽으로 갈수록 커지며 부력은 늘 위쪽을 향하게 되어 중력의 반대방향을 향한다. 결국 부력은 유체의 압력이 물체에 주는 모든 힘의 순효과가 된다.