Darīsim vienkāršu eksperimentu:paņemiet vāji piepūstu gumijas bumbiņu un "nogāziet" ūdenī. Ja iegremdēšanas dziļums ir pat 1-2 metri, tad ir viegli redzēt, ka tā tilpums samazināsies, t.i. no visām pusēm bumba saspieda kādu spēku. Parasti tiek teikts, ka hidrostatiskais spiediens ir “vainīgs” - fizisks spēks, kas iedarbojas uz stacionāriem šķidrumiem uz iegremdēta ķermeņa. Hidrostatiskie spēki iedarbojas uz ķermeni no visām pusēm, un to radīto, saukto Archimedean spēku, sauc arī par peldspēju, kas atbilst tās darbības virzienam uz ķermeņa, kas iegremdēts šķidrumā.
Arhimēda atklāja savu likumu tikai eksperimentāli,un viņa teorētiskais pamatojums gaidīja gandrīz 2000 gadus, pirms Pascal atklāja likumu par stacionāra šķidruma hidrostatiku. Saskaņā ar šo likumu spiediens tiek pārraidīts pa šķidrumu visos virzienos neatkarīgi no tā, kurā zonā tas darbojas, uz visām plaknēm, kas ierobežo šķidrumu, un tā vērtība P ir proporcionāla virsmai S un virzīta pa to normālu. Pascal atklāja un pārbaudīja šo likumu par pieredzi 1653. gadā. Saskaņā ar to hidrostatiskais spiediens iedarbojas uz ķermeņa virsmu, kas iegremdēts šķidrumā no visām pusēm.
Допустим, что в сосуд с водой погружено тело в kuba forma ar malu L līdz dziļumam H ir attālums no ūdens virsmas līdz augšējai virsmai. Šajā gadījumā apakšējā seja atrodas H + L dziļumā. Spēka vektors F1, kas iedarbojas uz augšējo virsmu, ir vērsts uz leju un F1 = r * g * H * S, kur r ir šķidruma blīvums, g ir gravitācijas paātrinājums.
Spēka vektors F2, kas iedarbojas uz apakšējo plakni, tiek virzīts uz augšu, un tā vērtību nosaka izteiksme F2 = r * g * (H + L) * S.
Vēderu vektori, kas iedarbojas uz sānu virsmām, \ tsavstarpēji sabalansēti, tāpēc nākotnē tie netiek ņemti vērā. Arhimēnas spēks F2> F1 ir vērsts uz augšu un tiek pielietots kuba apakšējā malā. Mēs definējam tās vērtību F:
F = F2 - F1 = r * g * (H + L) * S - r * g * H * S = r * g * L * S
Ņemiet vērā, ka L * S ir kuba V tilpums utt.r * g = p ir šķidruma vienības svars, tad Archimedes spēka formula nosaka šķidruma tilpuma svaru, kas ir vienāds ar kuba tilpumu, t.i. tieši tas ir ķermeņa pārvietotā šķidruma svars. Interesanti, ka runāšana par Arhimēda likumu ir iespējama tikai tādā vidē, kur ir smagums - likums nedarbojas nevajadzīgos apstākļos. Arhimēda likuma galīgā formula ir šāda:
F = p * V, kur p ir šķidruma īpatnējais svars.
Архимедова сила может служить основанием для peldspējas analīze tālr. Analīzes nosacījums ir iegremdētā ķermeņa svara Pm un šķidruma Pj svara attiecība ar tilpumu, kas vienāds ar šķidrumā iegremdētās ķermeņa daļas tilpumu. Ja Pm = Pm, tad ķermenis peld šķidrumā, un, ja Pm> Pm, tad ķermenis nogrimst. Pretējā gadījumā ķermenis uzlec, līdz peldspējas spēks ir vienāds ar izspiestas ūdenstilpes daļas svaru.
Arhimēda likumam un tā izmantošanai ir sentehnoloģiju vēsture, sākot ar klasisko pielietojuma piemēru visiem zināmajiem peldlīdzekļiem un baloniem un dirižabļiem. Šeit lomu spēlēja fakts, ka gāze pieder pie tāda matērijas stāvokļa, kas pilnībā modelē šķidrumu. Tajā pašā laikā gaisā arhimēdu spēks iedarbojas uz visiem priekšmetiem, līdzīgi kā šķidrumā. Pirmos mēģinājumus veikt gaisa lidojumu gaisa balonā veica brāļi Montgolfjē - viņi piepildīja balonu ar siltu dūmu, lai balonā ieslodzītā gaisa svars būtu mazāks par tāda paša tilpuma aukstā gaisa svaru. Tas bija iemesls celšanas spēka parādīšanai, un tā vērtība tika noteikta kā šo divu tilpumu svara atšķirība. Vēl viens balonu uzlabojums bija deglis, kas nepārtraukti karsēja gaisu balona iekšpusē. Ir skaidrs, ka lidojuma diapazons bija atkarīgs no degļa ilguma. Vēlāk dirižabļos gāzi izmantoja, lai piepildītu ar īpatnējo svaru, kas ir mazāks par gaisu.
