Principio di Archimede

Pensiamo ad una ragazza in piscina, con in mano un sottile palloncino di plastica (massa trascurabile) pieno d'acqua. Essa è in equilibrio statico, non tende cioè né a risalire né ad affondare. La forza gravitazionale Fg che agisce verso il basso sull'acqua contenuta nel palloncino deve essere bilanciata da una forza verso l'alto di eguale intensità applicata dall'acqua che circonda l'involucro. Questa spinta di gallegiamento, verso l'alto FA, detta anche spinta di Archimede, esiste poiché la pressione aumenta nell'acqua all'aumentare della profondità al di sotto della superficie, quindi la pressione in prossimità del fondo del palloncino è maggiore della pressione in cima. Quindi dato che il sistema è in equilibrio, l'intensità di FA deve uguagliare mfg, cioè il modulo della forza di gravità cui è sottoposto il volume d'acqua considerato (il pedice “f” si riferisce al fluido). Detto in altre parole, il modulo della spinta di galleggiamento cui è sottoposto il palloncino eguaglia il peso dell'acqua che contiene. Se prendiamo, invece, in considerazione una pietra, sottoposta alla stessa forza di galleggiamento sperimentata dal palloncino d'acqua, a differenza di quest'ultimo non è in equilibrio statico, perché l'intensità della forza gravitazionale che agisce su di essa verso il basso è maggiore dell'intensità della forza di galleggiamento diretta verso l'alto; la pietra dunque affonda.  Al contrario, un blocco di legno, non si troverà sempre in equilibrio statico ma il modulo della spinta di galleggiamento eccede quello della forza di gravità e quindi il legno sale sospinto da un' accelerazione che lo porta a galla. Riassumiamo i risultati di questi fenomeni, che si applicano a tutti i fluidi, nel principio di Archimede: un corpo immerso in un fluido interamente o parzialmente è soggetto a una spinta di galleggiamento verso l'alto di intensità pari al perso del fluido spostato dal corpo stesso. Quindi la forza di galleggiamento che agisce su un corpo immerso in un fluido ha intensità:                                  
FA = mfg    (spinta di galleggiamento)
Bisogna ricordare, che quando un corpo galleggia in un fluido il modulo della spinta di galleggiamento eguaglia il modulo della forza gravitazionale. In simboli:
FA = Fg   (galleggiamento)
Sapendo che FA=mfg, si può affermare che quando un corpo galleggia in un fluido il modulo della forza gravitazionale agente su di esso eguaglia il peso del fluido che esso sposta. In simboli:
Fg = mfg  (galleggiamento)
Rovesciando l'affermazione: un corpo galleggiante sposta una quantità di fluido di peso pari al proprio.