SCIENCE 3D | 부력 (아르키메데스 원리)

무슨 일이 일어났나

부력은 물(유체)이 그 속의 물체를 위로 밀어 올리는 힘입니다. 물체 아랫면은 윗면보다 깊어서 압력이 더 크기 때문에, 위로 미는 힘이 아래로 미는 힘보다 큽니다(NASA).

아르키메데스 원리에 따르면 부력은 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같습니다. 시뮬레이터에서 밀도 2,000 kg/m³ 상자 1 L 를 완전히 잠기게 하면 부력은 9.81 N 으로, 물 1 L 의 무게와 같습니다.

그래서 뜨느냐 가라앉느냐는 무게가 아니라 밀도로 정해집니다. 물(USGS: 약 1 g/cm³)보다 밀도가 작은 물체는 제 무게만큼 물을 밀어낼 때까지만 잠기고, 밀도 2,000 kg/m³ 상자처럼 무게(19.6 N)가 부력(9.81 N)보다 크면 다 잠겨도 가라앉습니다.

NOAA 는 바닷물이 민물보다 밀도가 커서 바다에서 더 잘 뜬다고 설명합니다. 시뮬레이터에서 유체 밀도를 바닷물 대표 값 1,025 kg/m³ 로 바꾸면 같은 상자가 0.585 만 잠깁니다.

📸 진짜 모습

대서양에 떨어진 우주 왕복선 고체 로켓 부스터에서 물을 빼고 공기를 채워 물 위에 띄우는 모습입니다.
출처: NASA · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

수영장에서 친구를 업으면 땅에서보다 훨씬 가볍게 느껴집니다 — 물이 친구 몸이 밀어낸 물의 무게만큼 위로 받쳐 주기 때문입니다.
부엌에서 달걀을 맹물에 넣으면 가라앉지만, 소금을 듬뿍 녹이면 떠오릅니다 — 소금이 녹은 물은 밀도가 커서 부력도 커지기 때문입니다.
구명조끼는 부피에 견줘 아주 가벼운 재료로 만들어, 입은 사람 전체의 평균 밀도를 낮춰 물에 뜨게 도와줍니다.

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무거운 물체는 가라앉고 가벼운 물체는 뜬다.
NOAA 는 부력이 밀어낸 액체의 부피와 그 액체의 밀도에 따라 달라진다고 설명합니다. 그래서 큰 배처럼 무거워도 물을 많이 밀어내면 뜹니다. 출처

누가 왜 찾았나

이 원리는 기원전 287 년 시라쿠사에서 태어난 그리스 수학자 아르키메데스의 이름을 땄습니다. 전해 오는 이야기에 따르면 그는 왕관이 순금으로만 만들어졌는지 가려내는 문제를 고민하다가, 목욕통에 들어가 물이 넘치는 것을 보고 이 원리를 떠올렸다고 합니다(NOAA 수업 자료). 기록으로 확인되지 않는 일화이니 전해 오는 이야기로 읽어야 합니다.

확인된 값

아르키메데스 원리 — 부력 = 밀어낸 유체의 무게: F_b = ρ g V N 출처
아래쪽이 더 깊어 압력이 크다 (부력이 생기는 까닭): 깊이 ↑ → 압력 ↑ 출처
위로 미는 힘 = 물체가 밀어낸 물의 무게 (NOAA): 밀어낸 물의 무게 출처
부력은 밀어낸 부피와 액체 밀도에 따라 달라진다: 부피 · 밀도 출처
바닷물은 민물보다 밀도가 커서 더 잘 뜬다: 바닷물 > 민물 출처
바닷물 밀도 — NOAA 자료집이 쓰는 대표 값: 1025 kg/m³ 출처
물의 밀도 (약 1 g/cm³ — 정확히는 그보다 조금 작다): 1000 kg/m³ 출처
아르키메데스가 태어난 해 · 곳 (기원전 287 년, 시라쿠사): 기원전 287 출처
왕관 문제를 풀다 원리를 떠올렸다는 이야기 (전해 오는 이야기): 왕관 문제 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(중학교) · 힘의 작용 [9과05-02]
호주 v9 · AC9S4U03
일본 · 中学校第1分野 (5) 運動とエネルギー

출처

https://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/WindTunnel/Activities/buoy_Archimedes.html(확인 2026-11-12)
https://oceanservice.noaa.gov/education/dyw-boat-building.html(확인 2026-11-12)
https://www.nodc.noaa.gov/OC5/WOD/wod18-notes.html(확인 2026-11-12)
https://www.usgs.gov/water-science-school/science/water-density(확인 2026-11-12)

부력 (아르키메데스 원리)