1. 부력이라고 하는 것은 물체가 유체 속으로 들어갔을 때, 유체가 물체에 가하는 압력들의 합에 의해 생기는 힘입니다.

예를 들어 물 속에 물체가 들어가면, 물은 물체를 모든 방향에서 수압을 가하게 됩니다.

이 수압은 깊어질수록 커지기 때문에 깊이가 같은 좌우의 수압은 서로 상쇄되어 없어집니다.

결국 위에서 작용하는 수압과 아래에서 위로 작용하는 수압에 의해 부력의 크기가 결정되는 데, 아래에서 작용하는 수압이 더 깊은 곳이기 때문에 위의 수압보다 크게 됩니다. 따라서 부력은 아래에서 위로 미는 방향으로 나타나게 됩니다. 

부력의 크기는 위와 아래의 높이차이가 클수록 커집니다.  예를 들어 높이가 1cm인 물체의 위아래 수압차보다는 높이가 2cm인 물체의 위아래 수압차가 2배가 됩니다.  부력 ∝ 위 아래의 수압차 ∝ 물체의 높이

또한 압력은 단위면적당 힘이므로 물체에 실질적으로 가해지는 힘은 압력 ×면적이 되므로, 면적이 넓을수록 물체에 가해지는 힘은 커집니다. 

   부력 ∝ 위 아래의 수압차 ∝ 위아래에서 작용하는 힘의 차이 ∝ 물체의 단면적

   ∴ 부력 ∝ 물체의 높이 ∝ 물체의 단면적 ∝ 물체의 부피

이는 부력의 크기가 물체의 종류에 관계없이 물체의 부피에만 비례한다는 것을 의미하므로 , 크기가 같다면 납이든 알루미늄이든 같은 부력이 작용하게 됩니다. 

조금 더 정확하게 말한다면, 물 속에 잠긴 부피가 같을 때 부력은 같게 됩니다.

"유체 내에 잠긴 물체는 대체된 유체의 무게와 같은 크기의 부력을 받는다"

이 말의 의미는 물체가 유체 속에 들어가게 되면, 유체는 물체의 부피(물체가 차지하는 공간)만큼 밀려나게 됩니다.  이렇게 유체속에 들어간 물체에 작용하는 부력은 밀려난 유체의 무게와 같은 크기를 갖게 됩니다.

이때 밀려나는 유체의 양은 물체의 종류에 관계없이 물체의 부피에만 영향을 받게 되므로, 부력의 크기도 물체의 종류에는 영향을 받지 않고 물체가 차지하는 부피에 영향을 받게 된다는 것을 말합니다.

2. 흔히 물에서 뜨는 것과 가라않는 것을 구분하는 것은 물체의 밀도입니다.

위에서 부력의 크기는 물체가 유체속에 들어가면서 밀어낸 물의 무게와 같다고 하였습니다.

(예1) 밀도가 2g/cm³인 물체10g을 물(밀도=1g/cm³) 속에 넣는다고 합시다.

   물체의 부피 = 질량 / 밀도 =10g / (2g/cm³) = 5cm³    물체의 무게 = 10g중

   물체가 밀어낸 물의 부피 = 5cm³            밀려난 물의 무게 = 부력 = 5g중

 물 속에 들어간 물체는 중력10g중(↓)과 부력 5g중(↑)을 받게 되므로 합력은 5g중(↓)이 되어 가라앉게 되는 것입니다.

(예2) 밀도가 0.5g/cm³인 물체10g을 물(밀도=1g/cm³) 속에 완전히 잠기도록 넣는다고 합시다.

   물체의 부피 = 질량 / 밀도 =10g / (0.5g/cm³) = 20cm³    물체의 무게 = 10g중

   물체가 밀어낸 물의 부피 = 20cm³            밀려난 물의 무게 = 부력 = 20g중

 물 속에 잠긴 물체는 중력10g중(↓)과 부력 20g중(↑)을 받게 되므로 합력은 10g중(↑)이 되어 위로 떠오르게 됩니다.

이 물체는 합력이 0이 될때까지 떠오르므로, 부력이 10g중이 되는 위치에서 멈추게 됩니다.

부력이 10g중이 되려면, 완전히 잠길 때의 절반에 해당하므로 10cm³ , 즉 전체 부피의 절반이 잠겼을 때 합력이 0이 됩니다. 따라서 밀도가 물의 절반에 해당하는 물체를 물에 띄우면, 절반만 잠긴채 떠 있게 됩니다.

(예3) 밀도가 0.9g/cm³인 물체10g을 기름(밀도=0.6g/cm³) 속에 넣는다고 합시다.

   물체의 부피 = 질량 / 밀도 =10g / (0.9g/cm³) = 11.11cm³    물체의 무게 = 10g중

   물체가 밀어낸 기름의 부피 = 11.11cm³      

      밀려난 기름의 무게 = 밀도 × 부피  = 부력 = 0.6g/cm³×11.11cm³ = 6.67g중 

기름 속에 잠긴 물체는 중력10g중(↓)과 부력 6.67g중(↑)을 받게 되므로 합력은 약 3.33g중(↓)이 되어 가라앉게 됩니다.

위의 3가지 예에서와 같이 물체가 가라앉느냐 떠오르냐는 물체의 밀도와 유체의 밀도에 의해서 결정됩니다.

    물체의 밀도 > 유체의 밀도  : 가라앉는다.

    물체의 밀도 = 유체의 밀도  : 유체 속 어느 곳에서든지 정지해 있는다. 

    물체의 밀도 < 유체의 밀도  : 떠오른다.   (둘의 밀도차가 클수록 더 많이 떠오른다 )

물고기의 경우 물 속에서 떠오르거나 가라앉기 위해서는 자신의 밀도를 조절해야 하는 데 몸 속에 부레라고 하는 공기주머니가 있습니다. 이 부레를 이용하여 물고기 전체의 밀도를 물의 밀도보다 크게 만들면 가라앉게 되고, 작게 만들면 떠오르게 됩니다.

잠수함도 이와 같은 원리가 이용되는 데, 잠수함은 선체 바깥 아래쪽으로 큰 물탱크가 있습니다. 이곳에 공기를 채우면 전체 밀도가 작아져서 떠오르게 되고, 이곳에 물을 채우면 전체 밀도가 증가해 잠수하게 됩니다