La flotabilidad y las fuerzas de flotación se deben simplemente a la presión del fluido. Considere un objeto sumergido en un líquido como se muestra a continuación:
La presión del fluido varía con la profundidad y viene dada por la fórmula:
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[matemáticas] P = \ gamma d [/ matemáticas]
[matemática] \ gamma [/ matemática] = peso específico del fluido [matemática] [\ frac {lb} {ft ^ {3}}] o [\ frac {N} {m ^ {3}}] [/ matemática ]
[matemáticas] d [/ matemáticas] = profundidad
La presión del fluido que actúa sobre las superficies superior e inferior sería:
Tenga en cuenta que dibujé las flechas más tiempo en la superficie inferior ya que la presión es mayor.
La fuerza debida a la presión es F = (presión) (área), por lo que la fuerza total que empuja hacia abajo sobre la superficie superior es [matemática] F_ {abajo} = P_ {TOP} A = \ gamma h (A) [/ matemática]
y la fuerza total que empuja hacia arriba en la superficie inferior es [matemática] F_ {arriba} = P_ {INFERIOR} A = \ gamma (h + y) (A) [/ matemática]
La fuerza vertical neta debida a la presión del fluido es:
[matemáticas] F_ {NET} = F_ {UP} -F_ {DOWN} = \ gamma (h + y) (A) – \ gamma h (A) [/ math]
[matemáticas] F_ {NET} = \ gamma yA [/ matemáticas]
pero [matemática] yA [/ matemática] = volumen desplazado
Entonces, la fuerza neta que actúa (debido a la presión del fluido) es [matemática] F_ {NET} = \ gamma V_ {d} [/ matemática]
donde [math] V_ {d} [/ math] = volumen desplazado,
y [math] \ gamma [/ math] = peso específico del fluido [math] [\ frac {lb} {ft ^ {3}}] o [\ frac {N} {m ^ {3}}] [/ matemáticas]
Esta fuerza neta se conoce como la fuerza de flotación.