Alle vloeistoffen zijn vloeistoffen, maar interessant genoeg zijn niet alle vloeistoffen vloeistoffen. Alles wat kan stromen - zoals een gas - is een vloeistof en kan een opwaartse kracht creëren. Drijfvermogen wordt veroorzaakt wanneer gebieden met hogere druk onder een object kracht naar boven uitoefenen in de richting van gebieden met lagere druk. De hoeveelheid opwaartse kracht die een vloeistof uitoefent, wordt echter bepaald door het volume van het object en volgens het principe van Archimedes.
Pascal en druk
Voordat u kunt begrijpen hoe verschillen in vloeistofdruk het drijfvermogen kunnen beïnvloeden, moet u eerst begrijpen hoe druk zich in vloeistoffen gedraagt. Het principe van Pascal stelt dat wanneer de druk op elke locatie binnen een gesloten systeem wordt veranderd, die drukverandering op elk punt in dat systeem en in alle richtingen gelijk zal worden gevoeld. Dit principe is datgene waardoor hydraulische systemen kunnen functioneren. Het schrijft ook voor dat binnen een vloeistoflichaam waar geen extra factoren zijn die de druk beïnvloeden, de druk constant en gelijkmatig zal blijven. Op aarde is er echter meestal minstens één andere kracht die een afwijking in de druk van een vloeistof veroorzaakt, en die kracht is de zwaartekracht.
Diepte en verschil
De zwaartekracht trekt alles wat massa heeft naar beneden. Daarom, wanneer de zwaartekracht een vloeistoflichaam naar beneden trekt, neemt het gewicht van de vloeistof in de bovenste delen van het lichaam toe stapel op de vloeistof in de lagere delen, waardoor een graad van toenemende druk ontstaat terwijl je daarbinnen naar beneden beweegt vloeistof. Als u bijvoorbeeld diep in een meer duikt, voelt u een toenemende druk in uw oren - en misschien zelfs tegen uw lichaam - naarmate u dieper duikt. Als je stopt met naar beneden zwemmen, zal de hogere druk onder je je terug naar het gebied met lagere druk duwen. Op deze manier heeft de zwaartekracht een drukdynamiek gecreëerd die dicteert dat er altijd meer druk zal zijn onder een ondergedompeld object dan erboven.
Archimedes en Bedrag
De Griekse filosoof en wiskundige Archimedes ging nog een stap verder met dit begrip van druk en begreep er iets van waarom een vloeistof een bepaalde hoeveelheid opwaartse kracht op een object uitoefent en ervoor zorgt dat het stijgt en drijft, of het laat wastafel. Hij stelde vast dat de opwaartse kracht gelijk was aan het gewicht van het water dat door het ondergedompelde object werd verplaatst. Water weegt bijvoorbeeld één gram per kubieke centimeter. Als je een bal met een inhoud van 25 kubieke centimeter onderdompelt, heb je 25 gram water verplaatst. Daarom zal de resulterende opwaartse kracht op die bal 25 Newton zijn (Newton zijn eenheden die kracht meten). Deze opwaartse kracht is echter altijd gebaseerd op de massa van het verplaatste water en niet op de massa van het object.
Dichtheid als beslisser
Dichtheid is uiteindelijk de factor die bepaalt of een object zal drijven, zinken of neutraal drijvend blijven in een vloeistof. Als die bal van 25 kubieke centimeter bijvoorbeeld hol is en gevuld met lucht, zal hij lichter zijn dan de 25 gram water die hij heeft verplaatst en zal hij blijven drijven. Als de bal van een dichter materiaal is gemaakt, zoals ijzer, kan hij veel zwaarder zijn en snel naar de bodem van het water zinken. Als je echter een bal onderdompelt die precies 25 gram weegt, zal de opwaartse kracht hem niet naar de oppervlakte drijven, maar gewoon voorkomen dat hij zinkt. Deze bal zal neutraal drijvend blijven in het lichaam van de vloeistof totdat er een kracht van buitenaf op inwerkt.