ลักการของอาร์คิมิดีส (อังกฤษ: Archimedes' principle) ตั้งชื่อตามอาร์คิมิดีสแห่งซีราคิวส์ ผู้ค้นพบกฎนี้เป็นคนแรก[1] ซึ่งเป็นกฎเกี่ยวกับแรงลอยตัวและการแทนที่ โดยกล่าวว่า เมื่อนำวัตถุลงไปแทนที่ของเหลวจะมีแรงต้านเท่ากับน้ำหนักของของเหลวปริมาตรเท่าส่วนจม จากหลักการนี้ทำให้เข้าใจในหลักการหลายอย่าง เช่น เรือเหล็กทำไมจึงลอยน้ำ ของเหลวต่างชนิดกันมีความหนาแน่นต่างกัน อาร์คีมีดีสชี้ให้เห็นถึงเรื่องความหนาแน่นและนำมาเทียบกับน้ำเรียกว่าความถ่วงจำเพาะ จากหลักการนี้ทำให้อาร์ดีมีดีสสามารถพิสูจน์มงกุฎทองคำ ที่ช่างทำมงกุฎหลอมสิ่งเจือปนลงไปในเนื้อทอง อาร์คีมีดีสหาวิธีวัดปริมาตรมงกุฎทองคำได้ด้วยการเอาไปแทนที่น้ำ และปล่อยให้น้ำล้นออกมา
หลักการ[แก้]
ในตำราของอาร์คิมิดีส เรื่อง ว่าด้วยเทหวัตถุลอย (On floating bodies) บทที่ 5 กล่าวว่า
วัตถุลอยใดๆ จะแทนที่ของไหลเท่าน้ำหนักของมันเอง— อาร์คิมิดีสแห่งซีราคิวส์[2]
สำหรับวัตถุทั่วไป ไม่ว่าลอยหรือจม ที่อยู่ในก๊าซ เช่นเดียวกับของเหลวอื่นๆ นั้น อาจระบุหลักการของอาร์คิมิดีสได้ในรูปของแรง ดังนี้
วัตถุใดๆ ที่จมในของไหลไม่ว่าบางส่วนหรือทั้งหมด จะลอยอยู่ได้ด้วยแรงที่เท่ากับน้ำหนักของของไหลที่ถูกแทนที่โดยวัตถุนั้น
แห่งซีราคิวส์ในทางฟิสิกส์ แรงลอยตัว คือแรงกระทำในทิศทางพุ่งขึ้นที่ของไหลต่อต้านต่อน้ำหนักของวัตถุ ถ้ามองของไหลในแนวดิ่ง ความดันจะเพิ่มขึ้นตามระดับความลึกอันเป็นผลจากน้ำหนักของของไหลที่อยู่ชั้นบนๆ ดังนั้นในแท่งของไหลหนึ่งๆ หรือวัตถุที่จมอยู่ในของไหลนั้นในระดับลึก จะพบกับความดันที่มากกว่าเมื่ออยู่ที่ระดับตื้น ความแตกต่างของความดันนี้เป็นผลจากแรงสุทธิที่มีแนวโน้มผลักดันวัตถุให้ขึ้นไปข้างบน ขนาดของแรงนั้นเท่ากับความแตกต่างของความดันระหว่างจุดบนกับจุดล่างสุดของแท่งของไหลนั้น ซึ่งเท่ากับน้ำหนักของของไหลที่อยู่ในแท่งของไหลนั้นด้วย ด้วยเหตุนี้ วัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าของไหลจะมีแนวโน้มที่จะจมลงไป ถ้าวัตถุมีความหนาแน่นน้อยกว่าของไหล หรือมีรูปร่างที่เหมาะสม (เช่นเรือ) แรงนั้นจะสามารถทำให้วัตถุลอยตัวอยู่ได้
วัตถุใดๆ ที่จมในของไหลไม่ว่าบางส่วนหรือทั้งหมด จะลอยอยู่ได้ด้วยแรงที่เท่ากับน้ำหนักของของไหลที่ถูกแทนที่โดยวัตถุนั้น
แห่งซีราคิวส์ในทางฟิสิกส์ แรงลอยตัว คือแรงกระทำในทิศทางพุ่งขึ้นที่ของไหลต่อต้านต่อน้ำหนักของวัตถุ ถ้ามองของไหลในแนวดิ่ง ความดันจะเพิ่มขึ้นตามระดับความลึกอันเป็นผลจากน้ำหนักของของไหลที่อยู่ชั้นบนๆ ดังนั้นในแท่งของไหลหนึ่งๆ หรือวัตถุที่จมอยู่ในของไหลนั้นในระดับลึก จะพบกับความดันที่มากกว่าเมื่ออยู่ที่ระดับตื้น ความแตกต่างของความดันนี้เป็นผลจากแรงสุทธิที่มีแนวโน้มผลักดันวัตถุให้ขึ้นไปข้างบน ขนาดของแรงนั้นเท่ากับความแตกต่างของความดันระหว่างจุดบนกับจุดล่างสุดของแท่งของไหลนั้น ซึ่งเท่ากับน้ำหนักของของไหลที่อยู่ในแท่งของไหลนั้นด้วย ด้วยเหตุนี้ วัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าของไหลจะมีแนวโน้มที่จะจมลงไป ถ้าวัตถุมีความหนาแน่นน้อยกว่าของไหล หรือมีรูปร่างที่เหมาะสม (เช่นเรือ) แรงนั้นจะสามารถทำให้วัตถุลอยตัวอยู่ได้ 