Kao telo uronjeno u tečnost. Arhimedova sila - šta to znači?

Sila uzgona koja djeluje na tijelo uronjeno u tečnost jednaka je težini tečnosti koju istisne.

"Eureka!" (“Pronađeno!”) - ovo je uzvik, prema legendi, izrekao starogrčki naučnik i filozof Arhimed, koji je otkrio princip represije. Legenda kaže da je sirakuzanski kralj Heron II tražio od mislioca da utvrdi da li je njegova kruna napravljena od čistog zlata, a da ne ošteti samu kraljevsku krunu. Arhimedovu krunu nije bilo teško izvagati, ali to nije bilo dovoljno - bilo je potrebno odrediti volumen krune kako bi se izračunala gustoća metala od kojeg je izlivena i utvrdilo je li čisto zlato.

Tada je, prema legendi, Arhimed, zaokupljen mislima o tome kako odrediti volumen krune, uronio u kadu - i iznenada primijetio da je nivo vode u kadi porastao. A onda je naučnik shvatio da zapremina njegovog tela istiskuje jednaku zapreminu vode, pa bi kruna, ako se spusti u bazen napunjen do ivica, istisnuo zapreminu vode jednaku njenoj zapremini. Rješenje za problem je pronađeno i, prema najobičnijoj verziji legende, naučnik je otrčao da prijavi svoju pobjedu u kraljevsku palatu, a da se nije ni potrudio da se obuče.

Međutim, istina je ono što je istina: Arhimed je taj koji je otkrio princip uzgona. Ako solidan uronjen u tečnost, istisnut će zapreminu tečnosti jednaku zapremini dela tela uronjenog u tečnost. Pritisak koji je ranije djelovao na istisnutu tekućinu sada će djelovati na čvrsto tijelo koje ju je istisnulo. I, ako se ispostavi da je sila uzgona koja djeluje vertikalno prema gore veća od sile gravitacije koja vuče tijelo vertikalno prema dolje, tijelo će plutati; inače će potonuti (utopiti se). Govoreći savremeni jezik, tijelo pluta ako je prosječna gustina manja od gustine tečnosti u koju je uronjen.

Arhimedov princip se može tumačiti u terminima molekularne kinetičke teorije. U fluidu koji miruje, pritisak nastaje udarima pokretnih molekula. Kada čvrstim tijelom istisne određeni volumen tekućine, impuls sudara molekula prema gore neće pasti na molekule tekućine koje je tijelo istisnulo, već na samo tijelo, što objašnjava pritisak koji se na njega vrši odozdo i potiskivanje. prema površini tečnosti. Ako je tijelo potpuno uronjeno u tekućinu, na njega će i dalje djelovati uzgonska sila, jer pritisak raste sa povećanjem dubine, a donji dio tijela je podvrgnut većem pritisku od gornjeg, gdje je i sila uzgona. nastaje. Ovo je objašnjenje sile uzgona na molekularnom nivou.

Ovaj obrazac guranja objašnjava zašto brod napravljen od čelika, koji je mnogo gušći od vode, ostaje na površini. Činjenica je da je zapremina vode koju istisne brod jednaka zapremini čelika potopljenog u vodu plus zapremini vazduha koji se nalazi unutar brodskog trupa ispod vodene linije. Ako prosječimo gustinu ljuske trupa i zraka u njoj, ispada da je gustina broda (kao fizičko tijelo) je manja od gustine vode, pa se sila uzgona koja na njega djeluje kao rezultat uzlaznih impulsa udara molekula vode pokazuje da je veća od sile gravitacije privlačenja Zemlje, vuče brod na dno - i brod pluta.

Arhimedov zakon je formulisan na sledeći način: na telo uronjeno u tečnost (ili gas) deluje sila uzgona jednaka težini tečnosti (ili gasa) koji je istisnuo ovo telo. Sila se zove Arhimedovom snagom:

gdje je gustina tečnosti (gasa), je ubrzanje slobodan pad, a je zapremina potopljenog tijela (ili dio zapremine tijela koji se nalazi ispod površine). Ako tijelo lebdi na površini ili se ravnomjerno kreće gore ili dolje, tada je sila uzgona (koja se naziva i Arhimedova sila) jednaka po veličini (i suprotno u smjeru) sili gravitacije koja djeluje na zapreminu istisnute tekućine (gasa). tijelom, a primjenjuje se na težište ovog volumena.

Tijelo lebdi ako Arhimedova sila uravnoteži silu gravitacije tijela.

Treba napomenuti da tijelo mora biti potpuno okruženo tekućinom (ili se ukrštati s površinom tekućine). Tako se, na primjer, Arhimedov zakon ne može primijeniti na kocku koja leži na dnu spremnika, hermetički dodirujući dno.

Što se tiče tijela koje se nalazi u gasu, na primjer u zraku, za pronalaženje sile dizanja potrebno je zamijeniti gustinu tečnosti gustinom gasa. Na primjer, helijumski balon leti prema gore zbog činjenice da je gustina helijuma manja od gustine zraka.

Arhimedov zakon može se objasniti pomoću razlike u hidrostatičkom pritisku na primjeru pravokutnog tijela.

Gdje P A , P B- pritisak u tačkama A I B, ρ - gustina fluida, h- razlika u nivou između bodova A I B, S- horizontalna površina poprečnog presjeka tijela, V- zapremina uronjenog dela tela.

18. Ravnoteža tijela u tečnosti koja miruje

Tijelo uronjeno (potpuno ili djelimično) u tečnost doživljava ukupni pritisak tečnosti, usmeren odozdo prema gore i jednak težini tečnosti u zapremini uronjenog dela tela. P vyt = ρ i gV Pogr

Za homogeno tijelo koje lebdi na površini, relacija je tačna

gdje: V- zapremina plutajućeg tijela; ρ m- gustina tela.

Postojeća teorija plutajućeg tijela je prilično opsežna, pa ćemo se ograničiti na razmatranje samo hidrauličke suštine ove teorije.

Sposobnost plutajućeg tijela, izvađenog iz stanja ravnoteže, da se ponovo vrati u ovo stanje naziva se stabilnost. Težina tečnosti uzeta u zapremini uronjenog dela posude naziva se pomak, a tačka primjene rezultujućeg pritiska (tj. centar pritiska) je centar pomaka. U normalnom položaju broda, centar gravitacije WITH i centar pomaka d leže na istoj vertikalnoj liniji O"-O", predstavlja os simetrije plovila i naziva se osa plovidbe (slika 2.5).

Neka se pod utjecajem vanjskih sila brod nagne pod određenim uglom α, dio broda KLM izašao iz tečnosti i deo K"L"M", naprotiv, uronio u to. Istovremeno smo dobili novu poziciju za centar pomaka d". Hajde da to primenimo na stvar d" lift R i nastavi liniju njegovog djelovanja sve dok se ne siječe s osom simetrije O"-O". Primljeni poen m pozvao metacentar, i segment mC = h pozvao metacentrična visina. Hajde da brojimo h pozitivna ako tačka m leži iznad tačke C, a negativan - inače.

Rice. 2.5. Poprečni profil plovila

Sada razmotrite ravnotežne uslove broda:

1) ako h> 0, tada se brod vraća u prvobitni položaj; 2) ako h= 0, onda je ovo slučaj indiferentne ravnoteže; 3) ako h<0, то это случай неостойчивого равновесия, при котором продолжается дальнейшее опрокидывание судна.

Posljedično, što je niže težište i što je veća metacentrična visina, to će biti veća stabilnost plovila.

ARHIMEDOV ZAKON– zakon statike tečnosti i gasova, prema kojem na telo uronjeno u tečnost (ili gas) deluje sila uzgona jednaka težini tečnosti u zapremini tela.

Činjenica da određena sila djeluje na tijelo uronjeno u vodu svima je dobro poznata: teška tijela kao da postaju lakša - na primjer, naše vlastito tijelo kada smo uronjeni u kadu. Kada plivate u rijeci ili u moru, lako možete podizati i pomicati vrlo teško kamenje po dnu – ono koje ne možemo podići na kopnu; isti se fenomen uočava kada se kit iz nekog razloga iznese na obalu - životinja se ne može kretati izvan vodenog okruženja - njegova težina premašuje mogućnosti njenog mišićnog sistema. U isto vrijeme, lagana tijela odolijevaju uranjanju u vodu: potapanje lopte veličine male lubenice zahtijeva i snagu i spretnost; Najvjerovatnije neće biti moguće uroniti loptu prečnika pola metra. Intuitivno je jasno da je odgovor na pitanje - zašto neko tijelo pluta (a drugo tone) usko povezan s djelovanjem tečnosti na tijelo uronjeno u njega; ne može se zadovoljiti odgovorom da laka tijela lebde, a teška tonu: čelična ploča će, naravno, potonuti u vodi, ali ako od nje napraviš kutiju, onda može plutati; međutim, njena težina se nije promenila. Da bismo razumeli prirodu sile koja deluje na potopljeno telo sa strane tečnosti, dovoljno je razmotriti jednostavan primer (slika 1).

Kocka sa ivicom a uronjen u vodu, a i voda i kocka su nepomične. Poznato je da se pritisak u teškoj tečnosti povećava proporcionalno dubini – očigledno je da viši stub tečnosti jače pritiska na bazu. Mnogo je manje očigledno (ili nimalo očigledno) da ovaj pritisak ne deluje samo naniže, već i bočno i prema gore istim intenzitetom – to je Pascalov zakon.

Ako uzmemo u obzir sile koje djeluju na kocku (slika 1), onda su zbog očigledne simetrije sile koje djeluju na suprotne bočne strane jednake i suprotno usmjerene - pokušavaju stisnuti kocku, ali ne mogu utjecati na njenu ravnotežu ili kretanje . Ostaju sile koje djeluju na gornje i donje strane. Neka h– dubina uranjanja gornjeg lica, r– gustina tečnosti, g– ubrzanje gravitacije; tada je pritisak na gornju stranu jednak

r· g · h = p 1

i na dnu

r· g(h+a)= str 2

Sila pritiska jednaka je pritisku pomnoženom sa površinom, tj.

F 1 = str 1 · a\up122, F 2 = str 2 · a\up122 , gdje a- ivica kocke,

i snagu F 1 je usmjerena prema dolje i sila F 2 – gore. Tako se djelovanje tečnosti na kocku svodi na dvije sile - F 1 i F 2 i određena je njihovom razlikom, a to je sila uzgona:

F 2 – F 1 =r· g· ( h+a)a\up122 – r gha· a 2 = pga 2

Sila je plutajuća, budući da se donja ivica prirodno nalazi ispod gornje i sila koja djeluje prema gore je veća od sile koja djeluje prema dolje. Magnituda F 2 – F 1 = pga 3 je jednako zapremini tijela (kocke) a 3 pomnoženo sa težinom jednog kubnog centimetra tečnosti (ako za jedinicu dužine uzmemo 1 cm). Drugim riječima, sila uzgona, koja se često naziva Arhimedovom silom, jednaka je težini tekućine u volumenu tijela i usmjerena je prema gore. Ovaj zakon je ustanovio starogrčki naučnik Arhimed, jedan od najvećih naučnika na Zemlji.

Ako tijelo proizvoljnog oblika (slika 2) zauzima volumen unutar tečnosti V, onda je dejstvo tečnosti na telo u potpunosti determinisano pritiskom raspoređenim po površini tela, a napominjemo da je taj pritisak potpuno nezavisan od materijala tela - („tečnost ne mari šta će pritisnite na”).

Da biste odredili rezultujuću silu pritiska na površini tijela, morate mentalno ukloniti iz volumena V dato tijelo i napunite (mentalno) ovu zapreminu istom tečnošću. S jedne strane, nalazi se posuda s tečnošću koja miruje, s druge strane, unutar zapremine V- telo koje se sastoji od date tečnosti, a ovo telo je u ravnoteži pod uticajem sopstvene težine (tečnost je teška) i pritiska tečnosti na površinu zapremine V. Pošto je težina tečnosti u zapremini tela jednaka pgV i uravnotežen je rezultujućim silama pritiska, tada je njegova vrijednost jednaka težini tečnosti u zapremini V, tj. pgV.

Nakon što smo mentalno napravili obrnutu zamjenu - stavljajući je u volumen V datog tijela i uz napomenu da ova zamjena neće utjecati na raspodjelu sila pritiska na površini volumena V, možemo zaključiti: na tijelo uronjeno u tešku tekućinu u mirovanju djeluje sila prema gore (Arhimedova sila), jednaka težini tečnosti u zapremini datog tijela.

Slično, može se pokazati da ako je tijelo djelomično uronjeno u tečnost, tada je Arhimedova sila jednaka težini tečnosti u zapremini uronjenog dela tela. Ako je u ovom slučaju Arhimedova sila jednaka težini, tada tijelo lebdi na površini tekućine. Očigledno, ako je tokom potpunog uranjanja Arhimedova sila manja od težine tijela, onda će se ono utopiti. Arhimed je uveo koncept "specifične težine" g, tj. težina po jedinici zapremine supstance: g = str; ako pretpostavimo da za vodu g= 1, tada je čvrsto tijelo materije za koje g> 1 će se utopiti, i kada g < 1 будет плавать на поверхности; при g= 1 tijelo može plutati (lebdjeti) unutar tekućine. U zaključku, napominjemo da Arhimedov zakon opisuje ponašanje balona u zraku (u mirovanju pri malim brzinama).

Vladimir Kuznjecov

Često naučnim otkrićima rezultat su jednostavne slučajnosti. Ali samo ljudi sa uvježbanim umom mogu uvidjeti važnost jednostavne slučajnosti i izvući dalekosežne zaključke iz nje. Zahvaljujući nizu slučajnih događaja u fizici pojavio se Arhimedov zakon koji objašnjava ponašanje tijela u vodi.

Tradicija

U Sirakuzi su se stvarale legende o Arhimedu. Jednog dana vladar ovog slavnog grada posumnjao je u poštenje svog draguljara. Kruna napravljena za vladara morala je sadržavati određenu količinu zlata. Arhimed je dobio zadatak da provjeri ovu činjenicu.

Arhimed je ustanovio da tijela u zraku i vodi imaju različite težine, a razlika je direktno proporcionalna gustini tijela koje se mjeri. Mjereći težinu krune u zraku i u vodi, te izvodeći sličan eksperiment s cijelim komadom zlata, Arhimed je dokazao da u izrađenoj kruni postoji primjesa lakšeg metala.

Prema legendi, Arhimed je ovo otkriće došao u kadi, gledajući kako voda prska. Istorija šuti o tome šta se dogodilo pored nepoštenog draguljara, ali zaključak naučnika iz Sirakuze bio je osnova jednog od najvažnijih zakona fizike, koji nam je poznat kao Arhimedov zakon.

Formulacija

Arhimed je rezultate svojih eksperimenata predstavio u svom djelu “O lebdećim tijelima”, koje je, nažalost, do danas preživjelo samo u obliku fragmenata. Moderna fizika opisuje Arhimedov zakon kao kumulativnu silu koja djeluje na tijelo uronjeno u tečnost. Uzgonska sila tijela u tekućini usmjerena je prema gore; nju apsolutna vrijednost jednaka težini istisnute tečnosti.

Djelovanje tekućina i plinova na potopljeno tijelo

Svaki predmet uronjen u tečnost doživljava sile pritiska. U svakoj tački na površini tijela ove sile su usmjerene okomito na površinu tijela. Da su isti, tijelo bi doživjelo samo kompresiju. Ali sile pritiska rastu proporcionalno dubini, tako da donja površina tijela doživljava veću kompresiju od gornje. Možete uzeti u obzir i sabrati sve sile koje djeluju na tijelo u vodi. Konačni vektor njihovog smjera bit će usmjeren prema gore, a tijelo će biti istisnuto iz tekućine. Veličina ovih sila određena je Arhimedovim zakonom. Lebdenje tela je u potpunosti zasnovano na ovom zakonu i na raznim posledicama iz njega. Arhimedove sile takođe deluju u gasovima. Zahvaljujući ovim silama uzgona, vazdušni brodovi lete nebom i baloni: Pomeranje vazduha ih čini lakšim od vazduha.

Fizička formula

Arhimedova moć se može jasno pokazati jednostavnim vaganjem. Vaganjem utega za vježbanje u vakuumu, na zraku i u vodi možete vidjeti da se njegova težina značajno mijenja. U vakuumu je težina utega ista, u vazduhu je nešto manja, a u vodi još manja.

Ako uzmemo težinu tijela u vakuumu kao P o, onda se njegova težina u zraku može opisati sljedećom formulom: P in = P o - F a;

ovdje P o - težina u vakuumu;

Kao što se može vidjeti sa slike, svaka radnja koja uključuje vaganje u vodi značajno olakšava tijelo, pa se u takvim slučajevima mora uzeti u obzir Arhimedova sila.

Za zrak je ova razlika zanemarljiva, pa je obično težina tijela uronjenog vazdušno okruženje, opisan je standardnom formulom.

Gustina medija i Arhimedova sila

Analizirajući najjednostavnije eksperimente s tjelesnom težinom u različitim sredinama, možemo doći do zaključka da težina tijela u različitim sredinama ovisi o masi predmeta i gustini uronjene okoline. Štaviše, što je medij gušći, to je više snage Arhimed. Arhimedov zakon je povezao ovaj odnos i gustina tečnosti ili gasa se odražava u njegovoj konačnoj formuli. Šta još utiče na ovu silu? Drugim rečima, od kojih karakteristika zavisi Arhimedov zakon?

Formula

Arhimedova sila i sile koje na nju utiču mogu se odrediti jednostavnim logičkim dedukcijama. Pretpostavimo da se tijelo određene zapremine uronjeno u tečnost sastoji od iste tečnosti u koju je uronjeno. Ova pretpostavka nije u suprotnosti ni sa jednom drugom pretpostavkom. Na kraju krajeva, sile koje djeluju na tijelo ni na koji način ne zavise od gustine ovog tijela. U ovom slučaju, tijelo će najvjerovatnije biti u ravnoteži, a sila uzgona će biti kompenzirana gravitacijom.

Dakle, ravnoteža tijela u vodi će biti opisana na sljedeći način.

Ali sila gravitacije, iz uslova, jednaka je težini tečnosti koju istiskuje: masa tečnosti jednaka je proizvodu gustine i zapremine. Zamjenom poznatih količina možete saznati težinu tijela u tekućini. Ovaj parametar je opisan kao ρV * g.

Zamena poznate vrednosti, dobijamo:

Ovo je Arhimedov zakon.

Formula koju smo izveli opisuje gustinu kao gustinu tijela koje se proučava. Ali u početnim uslovima je naznačeno da je gustina tela identična gustini okolne tečnosti. Dakle, možete bezbedno zameniti vrednost gustine tečnosti u ovu formulu. Vizuelno zapažanje da je u gušćem mediju sila uzgona veća dobilo je teorijsko opravdanje.

Primjena Arhimedovog zakona

Prvi eksperimenti koji pokazuju Arhimedov zakon poznati su još od škole. Metalna ploča tone u vodi, ali, presavijena u kutiju, ne samo da može ostati na površini, već i nositi određeni teret. Ovo pravilo je najvažniji zaključak iz Arhimedove vladavine, ono određuje mogućnost izgradnje rijeke i morska plovila uzimajući u obzir njihov maksimalni kapacitet (deplasman). Uostalom, gustoća morske i slatke vode je različita, a brodovi i podmornice moraju uzeti u obzir promjene ovog parametra pri ulasku u riječna ušća. Pogrešan proračun može dovesti do katastrofe - brod će se nasukati i bit će potrebni značajni napori da se podigne.

Arhimedov zakon je takođe neophodan za podmorničare. Poenta je da je gustina morska voda mijenja svoju vrijednost ovisno o dubini uranjanja. Ispravan proračun gustine omogućit će podmorničarima da pravilno izračunaju tlak zraka unutar odijela, što će utjecati na manevarsku sposobnost ronioca i osigurati njegovo sigurno ronjenje i izron. Arhimedov zakon se također mora uzeti u obzir kada se bušenje u dubokom moru gubi i do 50% svoje težine, što čini njihov transport i rad jeftinijim.

Unatoč očiglednim razlikama u svojstvima tekućina i plinova, u mnogim slučajevima njihovo ponašanje je određeno istim parametrima i jednadžbama, što omogućava korištenje jedinstvenog pristupa proučavanju svojstava ovih tvari.

U mehanici se plinovi i tekućine smatraju kontinuiranim medijima. Pretpostavlja se da su molekuli neke supstance kontinuirano raspoređeni u dijelu prostora koji zauzimaju. U ovom slučaju, gustina gasa značajno zavisi od pritiska, dok je za tečnost situacija drugačija. Obično se pri rješavanju problema ova činjenica zanemaruje, koristeći generalizirani koncept nestišljivog fluida, čija je gustoća ujednačena i konstantna.

Definicija 1

Pritisak se definiše kao normalna sila $F$ koja djeluje na dio fluida po jedinici površine $S$.

$ρ = \frac(\Delta P)(\Delta S)$.

Napomena 1

Pritisak se mjeri u paskalima. Jedan Pa je jednak sili od 1 N koja djeluje po jedinici površine 1 kvadrata. m.

U stanju ravnoteže, pritisak tečnosti ili gasa opisuje se Pascalovim zakonom, prema kojem pritisak na površinu tečnosti koji stvaraju spoljne sile tečnost prenosi podjednako u svim pravcima.

U mehaničkoj ravnoteži, horizontalni pritisak fluida je uvek isti; stoga je slobodna površina statične tekućine uvijek horizontalna (osim u slučajevima kontakta sa zidovima posude). Ako uzmemo u obzir uvjet nestišljivosti tekućine, tada gustoća medija koji se razmatra ne ovisi o tlaku.

Zamislimo određenu zapreminu tečnosti ograničenu okomitim cilindrom. Označimo poprečni presjek stupca tečnosti kao $S$, njegovu visinu kao $h$, gustinu tečnosti kao $ρ$, a težinu kao $P=ρgSh$. Tada je tačno sljedeće:

$p = \frac(P)(S) = \frac(ρgSh)(S) = ρgh$,

gdje je $p$ pritisak na dnu posude.

Iz toga slijedi da pritisak varira linearno s visinom. U ovom slučaju, $ρgh$ je hidrostatički pritisak, čija promjena objašnjava pojavu Arhimedove sile.

Formulacija Arhimedovog zakona

Arhimedov zakon, jedan od osnovnih zakona hidrostatike i aerostatike, glasi: na tijelo uronjeno u tekućinu ili plin djeluje plutajuća ili lift, jednaka težini zapremine tečnosti ili gasa koji je istisnuo deo tela uronjen u tečnost ili gas.

Napomena 2

Pojava Arhimedove sile je zbog činjenice da medij - tečnost ili gas - teži da zauzme prostor koji oduzima telo uronjeno u njega; u ovom slučaju tijelo se istiskuje iz medija.

Otuda i drugi naziv za ovu pojavu - uzgona ili hidrostatsko podizanje.

Sila uzgona ne zavisi od oblika tela, kao ni od sastava tela i njegovih drugih karakteristika.

Pojava Arhimedove sile je zbog razlike u pritisku okoline na različitim dubinama. Na primjer, pritisak na donje slojeve vode je uvijek veći nego na gornjim slojevima.

Ispoljavanje Arhimedove sile moguće je samo u prisustvu gravitacije. Tako će, na primjer, na Mjesecu sila uzgona biti šest puta manja nego na Zemlji za tijela jednake zapremine.

Pojava Arhimedove sile

Zamislimo bilo koji tekući medij, na primjer, običnu vodu. Odaberimo mentalno proizvoljan volumen vode po zatvorenoj površini $S$. Pošto je sva tečnost u mehaničkoj ravnoteži, zapremina koju smo dodelili je takođe statična. To znači da rezultanta i moment vanjskih sila koje djeluju na ovu ograničenu zapreminu imaju nulte vrijednosti. Vanjske sile u ovom slučaju su težina ograničene zapremine vode i pritisak okolnog fluida na vanjsku površinu $S$. Ispada da je rezultantna $F$ sila hidrostatskog pritiska koju doživljava površina $S$ jednaka težini zapremine tečnosti koja je bila ograničena površinom $S$. Da bi ukupni moment vanjskih sila nestao, rezultantni $F$ mora biti usmjeren prema gore i proći kroz centar mase odabrane zapremine tekućine.

Označimo sada da je umjesto ove uslovno ograničene tekućine u mediju stavljeno bilo koje čvrsto tijelo odgovarajuće zapremine. Ako je ispunjen uslov mehaničke ravnoteže, onda sa strane okruženje neće doći do promjena, uključujući pritisak koji djeluje na površinu $S$ će ostati isti. Tako možemo dati precizniju formulaciju Arhimedovog zakona:

Napomena 3

Ako je tijelo uronjeno u tekućinu u mehaničkoj ravnoteži, tada na njega djeluje sila uzgona hidrostatskog pritiska iz okoline koja ga okružuje, a koja je brojčano jednaka težini medija u zapremini koju je tijelo istisnulo.

Sila uzgona je usmjerena prema gore i prolazi kroz centar mase tijela. Dakle, prema Arhimedovom zakonu, sila uzgona vrijedi:

$F_A = ρgV$, gdje je:

$V_A$ - sila uzgona, H;
$ρ$ - gustina tečnosti ili gasa, $kg/m^3$;
$V$ - zapremina tela uronjenog u medijum, $m^3$;
$g$ - ubrzanje slobodnog pada, $m/s^2$.

Sila uzgona koja djeluje na tijelo je suprotnog smjera od sile gravitacije, pa ponašanje uronjenog tijela u mediju ovisi o omjeru gravitacijskih modula $F_T$ i Arhimedove sile $F_A$. Ovdje postoje tri moguća slučaja:

$F_T$ > $F_A$. Sila gravitacije premašuje silu uzgona, stoga tijelo tone/pada;
$F_T$ = $F_A$. Sila gravitacije je izjednačena sa silom uzgona, tako da telo „visi” u tečnosti;
$F_T$