부력
부력의 원리와 공식에 대한 설명이다. 동영상의 오른쪽 아래에 있는 버튼을 누르면 한국어 자막을 볼 수 있다.
浮力, Buoyancy
물체가 유체 속에 잠겨있을 때 중력의 반대 방향으로 물체를 밀어올리려는 힘. '''아르키메데스의 원리'''로 설명된다. 유체 안에 있는 물체의 부력의 크기는 유체 내에서 물체가 차지하는 부피만큼의 유체의 무게이다.어떤 물체든 간에, 또 물체가 완전히 가라앉았던 아니던 간에, 물체는 '''자신이 대체한 유체의 부피만큼, 즉 유체에 잠긴 물체의 부피만큼의 무게'''에 해당하는 부력을 윗 방향으로 받는다. - 아르키메데스
아르키메데스가 임금의 왕관이 순금으로 만들어졌는지 확인하라는 명령을 받은 후, 물이 가득 찬 욕조에 들어갔을 때 물이 넘치는 것을 보고 부력의 원리를 발견하여 "유레카!"라고 외친 것은 매우 잘 알려진 이야기. 여기서 아르키메데스가 깨달은 원리는 '''액체에 잠긴 물체에 작용하는 부력은 물체를 제외한 액체의 무게와 같다'''는 것이다.
주위의 유체보다 밀도가 작은 물체는 같은 부피의 유체보다 무게가 가벼워 부력(=유체의 무게)에 의해 그대로 놓으면 떠오른다. 물체와 유체의 밀도가 같은 경우엔 물체가 위치 그대로 정지해 있고, 물체의 밀도가 유체보다 클 경우엔 가라앉게 된다.
고등학교 물리1 과정(2009 개정 교육과정 기준)의 '유체에서의 압력' 파트에서 처음 나오는 개념. 베르누이의 정리와 함께 물리 유체역학 파트를 구성한다. 또 물 안이나 밖에서 물체에 실을 매달아 장력을 구하도록 하고 더 나아가 막대를 물 위에 올려놓고 돌림힘과 부력을 연계시켜 고난도 문제로 종종 출제되고 이러한 문제들은 계산이 복잡하고 시간이 많이 걸리기 때문에 꾸준한 연습을 해야 한다. 이 파트의 대부분의 문제에서 부력의 크기를 구하는 과정은 기본이므로 부력의 크기를 구하는 식은 잘 외워놓도록 하자.
부력이 생기는 근본적인 원리는 유체속에 들어간 물체에 작용하는 위아래의 유체의 압력이 같지 않기 때문이다.예를 들어 물 속에 잠긴 물체는 사방에서 압력을 받지만 좌,우에서 받는 압력은 서로 상쇄된다. 그런데 물체의 윗쪽과 아래쪽에 물체의 높이만큼의 수심의 차이가 있고, 따라서 물체 위에서 누르는 수압보다 바닥에서 밀어내는 수압이 더 크다.부력 $$ B = ρVg $$(유체의 밀도 × 유체 속에 잠긴 물체의 부피 × 중력가속도)이다.