archimédův zákon
vztlaková síla
Ze zkušenosti víme, že tělesa ponořená v kapalině jsou nadlehčována. Síla, která tělesa v kapalině nadlehčuje, se nazývá vztlaková síla a má opačný směr než tíhová síla , kterou na těleso působí Země

Velikost vztlakové síly umíme změřit a určit jednoduchým pokusem. Na siloměr zavěsíme závaží a určíme velikost tíhové sily . Pak závaží ponoříme do kapaliny a zjistíme, že siloměr ukáže menší výchylku, velikost síly , . Velikost vztlakové síly je 

Vztlaková síla vzniká jako výslednice hydrostatických sil působících na povrch tělesa v kapalině v klidu. Mějme těleso tvaru kvádru s podstavou o plošném obsahu S a výšce h, které je ponořeno celé do kapaliny o hustotě , jehož podstavy jsou rovnoběžné s vodorovným povrchem kapaliny. 

Na všechny stěny kvádru působí kapaliny hydrostatickými tlakovými silami.Tlakové síly a působí na boční stěny, jsou stejně velké a opačného směru, proto se navzájem ruší. Na horní podstavu v hloubce h1 působí tlaková síla o velikosti 

Na dolní podstavu v hloubce h2 tlaková sila o velikosti

Výslednice sil a je vztlaková síla o velikosti 

A vzhledem k tomu, že a je objem kvádru , z toho vyjádříme 

Tato síla vzniká z rozdílu hydrostatických tlaků ve spodní a horní části tělesa, neboť tlak na spodní část je větší. Velikost vztlakové síly závisí na objemu ponořené části tělesa, na hustotě kapaliny a na tíhovém zrychlení. Nezávisí na hloubce, objemu kapaliny ani na hustotě tělesa. Tato síla se značí , základní jednotka je newton ( N ) 

Důsledkem velikosti je různé chování těles v kapalině. Na každé těleso ponořené do kapaliny totiž působí Země tíhovou silou ve svislém směru dolů a kapalina vztlakovou , kde je průměrná hustota, je hustota kapaliny a V objem, objem ponořené části tělesa. Výsledná působící síla na těleso je .

nahoru

chování těles
1) Je-li  hustota tělesa větší než hustota kapaliny, pak , výslednice sil směřuje dolů, má velikost a těleso klesá ke dnu. Takto se chovají např. kovové předměty ve vodě. 

2) Je-li hustota tělesa  rovna hustotě kapaliny, pak , výslednice sil má nulovou hodnotu a těleso se v kapalině vznáší. Ve vodě se vnášejí např. ryby a mořští živočichové. 

3) Je-li hustota tělesa menší než hustota kapaliny, pak , výslednice sil směřuje nahoru a těleso stoupá k volné hladině kapaliny.

Těleso se částečně vynoří a ustálí se v takové poloze, že tíhová síla je v rovnováze se vztlakovou silou , jejíž velikost se rovná tíze G´ kapaliny stejného objemu V´, kterou má ponořená část tělesa. Takto se chová např. dřevěný špalek ve vodě. 

Mezi hustotami tělesa a kapaliny, celým a ponořeným objemem tělesa je vztah vyplývající z rovnosti sil, kde je objemem ponořené části tělesa, hustota tělesa, V objem celého tělesa a hustota kapaliny.

Těleso se ponoří do kapaliny tím větší částí svého objemu, čím je jeho hustota větší, nebo čím je hustota kapaliny menší. Tohoto poznatku využívají hustoměry (slouží k měření hustoty kapalin).

Vztlakovou silou působí na tělesa nejen kapaliny, ale také plyny. Nadlehčována jsou tedy i všechna tělesa ve vzduchu. Vztlaková síla plynů působící na tělesa je však mnohem menší než vztlaková síla kapalin, což je způsobeno menší hustotou plynu (např. hustota vzduchu je , hustota vody je ).

nahoru

formulace archimédova zákona
Velikost vztlakové síly , kterou je těleso v kapalině nadlehčováno, je přímo úměrná hustotě kapaliny a objem V ponořené části tělesa. Jelikož ve vztahu představuje součin hmotnost m kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa, a součin představuje tíhu G kapaliny o tomto objemu, je velikost vztlakové síly rovna tíze G kapaliny o stejném objemu, jako je objem ponořené části tělesa. Z tohoto můžeme říci, že:
těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa

nahoru