arkimedesloven

Vekten av den vannmengden en båt fortrenger er lik vekten av båten. Siden båten har mindre massetetthet enn vannet, trenger bare en del av båten synke under vann for at oppdriften fra vannet skal være lik tyngden av båten.

Oppdriften øker jo mer vann båten fortrenger, men den når sitt maksimum når båten er helt under vann. Dersom man dumper mye stein i båten, slik at den får større massetetthet enn vann, vil oppdriften fra en helt nedsunket båt ikke være like stor som båtens tyngde, og båten vil derfor synke.

Sylinderen i figur 2 har volum 100 cm³ og masse 300 gram. Det betyr at man må bruke et lodd på 300 gram til høyre på vektstangen for at den skal være horisontal og i likevekt.

Nedsenket i vann veier loddet 200 gram. Dette er fordi sylinderen fortrenger 100 cm³ vann, som har masse 100 gram. Ifølge arkimedesloven er oppdriften lik tyngden av den fortrengte væskemengden, og dermed tilsvarer oppdriften en reduksjon i masse som er 300 g − 200 g = 100 g. Dette betyr at vektstangen vil være i likevekt når man setter et lodd på 200 g på vektstangens høyre side.

Når man senker et objekt som ikke tar opp væske ned i vann, vil objektet fortrenge et volum vann som tilsvarer sitt eget volum. Dersom man måler hvor mye vann som er fortrengt, kan man dermed finne volumet til objektet.

Denne måten å finne volum på er ikke alltid nøyaktig, spesielt ikke for små objekter. Derfor kan man også finne volumet til vannet ved å bruke en vekt slik som vist i figur 3. Man kan for eksempel henge objektet i en tråd for å sørge for at det bare er i kontakt med vannet, ikke veggene i beholderen. Siden oppdriften er lik tyngden av den fortrengte væskemengden, vil vekten vise massen til den fortrengte væskemengden.

Plommen i figur 3 har fortrengt et volum vann med masse 27 gram. Siden vann har massetetthet 1 g/cm³, så har det fortrengte vannet volum 27 cm³. Dermed kan man slutte at plommen også har volum 27 cm³. Denne måten å måle volum på er nøyaktig dersom man kan måle massen nøyaktig.

Fallkirk wheel utenfor Edinburgh i Skottland som vist i figur 4 er et spektakulært eksempel på en anvendelse av arkimedesloven. For hver halve omdreining forflyttes to svære vannfylte beholdere med båter og mange mennesker over 20 meter opp eller ned i luften fra en vannkanal til en annen. Dette kan man gjøre med en liten motor som forbruker omtrent bare 1,5 kWt per halve omdreining siden hver båt forskyver sin egen vekt i vann. Dermed trenger motoren bare rotere en balansert vippe.