浮力
物体が受ける浮力は、その物体と同じ体積の(周囲の)流体に作用する重力に等しい。すなわち以下のようになる。
F b = ρ f V g {\displaystyle F_{b}=\rho _{f}Vg}
Fb :浮力(N, kg·m/s2)
ρf :流体の密度(kg/m3)
V :物体の体積(m3)
g :重力加速度(m/s2)
この式の厳密な導出には発散定理を用いる。
さらに、物体の密度が ρs であるとすると、物体にはたらく重力と浮力との合力は(上向きを正として)、
F = ( ρ f − ρ s ) V g {\displaystyle F=(\rho _{f}-\rho _{s})Vg}
となる。したがって
物体が流体より軽い(ρs < ρf )とき、F > 0 、すなわち物体は浮く
物体が流体より重い(ρs > ρf )とき、F < 0 、すなわち物体は沈む
ことが分かる。