阿基米德原理

阿基米德原理是一條告訴你浮力究竟有多強的規則：它等於物體所排開流體的重量。把身體放進裝滿水的浴缸，溢出來的水，重量恰好等於你所感受到的那股向上推力。傳說古希臘思想家阿基米德在洗澡時發現了它，並大喊「Eureka（我找到了）」跳出浴缸。它回答的問題是：流體究竟把物體托起多少，用數字說？

精確地說，流體中物體所受的向上浮力，等於它所排開那體積流體的重量：F_b = rho_fluid × V_displaced × g，其中 rho_fluid 是流體密度，V_displaced 是被推開流體的體積（等於物體沒入的體積），g 是重力加速度。由此推出浮體定律：當一個物體在完全沒入之前，就能排開等於自身重量的流體時，它就會浮起來；而這正好在物體平均密度小於流體密度時發生。

這一個想法就解釋了船、潛水艇、熱氣球和比重計，還讓你只憑物體排開的流體就能量出它的體積。一個誠實的澄清：浮力取決於被排開流體的重量，而不是物體的重量。一個漂浮的物體會排開等於自身重量的流體；一個完全沒入的物體會排開等於自身體積的流體，而這是否足以讓它浮起，取決於兩者密度的比較。