Lực đẩy Archimedes: thể tích chiếm chỗ, khối lượng riêng và trạng thái nổi

⚓ Chất lưu tạo hợp lực hướng lên

Áp suất chất lưu tăng theo độ sâu, nên lực ép lên đáy vật thường lớn hơn lực ép lên phía trên. Hợp lực do áp suất là lực đẩy Archimedes có độ lớn F_A=ρ_lưugV_{chiếm chỗ} trong chất lưu đồng nhất.

Nổi cân bằng

Vật nổi yên có F_A=mg. Do đó ρ_lưugV_chìm=ρ_{vật tb}gV_vật, suy ra V_chìm/V_vật=ρ_{vật tb}/ρ_lưu. Tàu thép nổi vì khối lượng riêng trung bình của cả tàu, kể cả phần rỗng, nhỏ hơn nước.

Chìm, nổi lên và lơ lửng

• F_A<mg: hợp lực xuống, nếu chưa có lực đỡ khác vật tăng tốc xuống.
• F_A>mg: hợp lực lên.
• F_A=mg: gia tốc bằng zero; vật có thể nổi yên, lơ lửng hoặc chuyển động đều.

⚠️ Độ sâu không luôn làm lực đẩy tăng

Với vật cứng ngập hoàn toàn trong chất lỏng gần như không nén được và đồng nhất, thể tích chiếm chỗ cùng ρ nên lực đẩy gần không đổi theo độ sâu. Khí nén, mật độ thay đổi hoặc vật biến dạng cần mô hình khác.