어린이과학동아&수학동아 기사

중력이 작용할 때 유체 속에 있는 물체가 유체로부터 받는 중력과 반대 방향의 힘입니다. 이 힘의 크기는 유체 속에 떠 있는 물체와 같은 부피의 그 유체의 무게와 같으며, 물체의 무게중심이 어디에 위치하였는지에 따라 물체가 기울어졌을 때 제자리로 되돌아오는 복원력이 달라집니다.

쉽게 말하면 물에 뜨려는 힘을 말합니다. 부력의 크기는 유체 속에 있는 물체의 부피와 같은 부피를 가진 유체의 무게와 같으며, 아르키메데스가 발견했기 때문에 여기에 관계된 원리를 아르키메데스의 원리라고도 합니다. 부력의 작용점은 물체가 밀어낸 부분에 유체가 있다고 가정했을 때의 무게중심과 일치합니다. 이 작용점을 부력중심(또는 부심)이라 하며, 부체(떠 있는 물체)가 기울어져 있을 경우의 복원력을 결정하는 중요한 요소입니다.

어떤 물체의 무게가 부력보다 크다면 그 물체는 가라 앉을 것이고 반대로 부력이 무게보다 크다면 그 물체는 물에 뜰 것입니다. 철 젓가락은 물에 가라앉지만 나무 젓가락은 물에 뜨는 이유는 철 젓가락의 경우 중력이 부력보다 크고, 나무 젓가락은 중력보다 부력이 크기 때문입니다. 철로 만든 배가 뜨는 이유는 물에 잠기는 부피를 크게 설계하였기에 배의 무게보다 더 큰 부력을 만들었기 때문입니다. 

일반적으로 물보다 비중이 큰 쇳덩어리와 같은 물체는 물에 가라앉고, 발포스타이렌수지(스티로폼)처럼 물보다 가벼운 물질은 잘 뜹니다. 물에서 뜨려고 하는 성질을 양성부력(positive buoyancy), 가라앉으려는 성질을 음성부력(negative buoyancy), 물과 비중이 비슷하여 뜨지도 가라앉지도 않는 상태를 중성부력(neutral buoyancy)이라고 합니다.