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부력
유체에 잠겨있는 물체가 중력에 반하여 밀어 올려지는 힘 / From Wikipedia, the free encyclopedia
부력(浮力; 문화어: 뜨는 힘)이란 유체에 잠긴 특정 대상(고체, 액체, 기체 등)의 상/하면에 작용하는 중력 방향의 압력 차이만큼 대상을 위로 밀어 올리는 힘이다. 수영장 물에 몸을 담갔을때 몸을 뜨게 하는 힘을 예로 들 수 있다. 이 압력 차이로 인해 위로 밀어 올리는 힘과 물체의 무게가 같아지는 높이에서 물체는 정지한다. 물로 된 기둥에서, 깊이가 깊을수록 얹혀진 물의 양이 많아 무거워지므로 압력이 증가한다. 따라서 물 기둥의 아래의 부분은 위의 부분보다 압력이 높다. 마찬가지로 물에 잠긴 물체에 가해지는 압력은 위의 부분보다 아랫부분이 더 크다. 힘의 크기는 압력의 차이에 비례하고, 아르키메데스의 원리에 따라 물에 물체가 잠긴 부피 만큼의 물의 무게는 물체에 작용하는 부력의 크기와 같다.
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쉽게 말하자면, 물이 미는 힘보다 물체가 무거우면 가라앉고, 작으면 뜬다는 것이다. 또한 물의 미는 힘은 수심이 깊어질 수록 높아지는데, 물체가 아래로 가고자 하는 힘과 물이 밀고자 하는 힘이 똑같아지면 뜬다는 것이다.
이러한 이유로, 잠겨있는 물체가 액체보다 밀도가 높을 경우 가라앉는다. 반대로 물체가 액체보다 밀도가 낮거나 보트같이 특정한 모양으로 생겼을 경우 힘에 의해 물체는 떠오르게 된다. 부력은 특정한 조건에서만 일어나는데, 조건이란 중력장이 존재하거나 힘에 의해 가속돼서 아래 방향으로 중력의 영향을 나타내는 비 관성계를 뜻한다. 유체역학에 따르면 부력의 크기는 잠긴 물체에 의해 대체된 부피 만큼의 액체의 무게에 해당된다.
부력의 중심은 대체된 부피의 액체의 질량 중심에 해당된다.