Definicja prawa Archimedesa brzmi następująco: Ciało zanurzone w cieczy traci - (pozornie) na swym ciężarze tyle, ile waży wyparta przez nie ciecz. Prawo Archimedesa znalazło praktyczne zastosowanie w rozwiązywaniu zagadnień związanych z pływaniem ciał, zwłaszcza z pływaniem statków. Wypór jest to siła skierowana pionowo w górę, z jaką ciecz działa na zanurzone w niej ciało.
Wielkość wyporu równa jest iloczynowi objętości ciała zanurzonego w cieczy i jej ciężaru objętościowego:
Z prawa Archimedesa wynika, że na ciało zanurzone w cieczy działają dwie siły: ciężar ciała G i wypór cieczy W (Rys. 1).
Aby zrozumieć prawo Archimedesa należy rozpatrzeć siły działające na ciało, zanurzone całkowicie w cieczy. Na powierzchnie boczne tego ciała o kształcie prostopadłościanu działają ciśnienia prostopadle do tych powierzchni, równe sobie co do wielkości, lecz przeciwnie skierowane. Ponieważ równoważą się one wzajemnie, ich wypadkowa jest równa zeru. Na górną powierzchnię ciała działają ciśnienia hydrostatyczne mniejsze niż na dolną (zagłębienie powierzchni górnej jest mniejsze niż dolnej). Parcie cieczy (tzn. suma ciśnień) na powierzchnię górną N1 jest więc mniejsze niż na powierzchnię dolną N2. Na ciało zanurzone działa więc różnica parć:
W = N2 – N1
Rys. 1. Wykres ciśnień działających na ciało zanurzone w cieczy
Rys. 2. Wykresy sił działających na ciało zanurzone: a) przy G = W, b) przy G < W, c) przy G > W
Zachodzą tu trzy przypadki zależności pomiędzy ciężarem ciała G a jego wyporem W:
- G = W - ciało jest w stanie równowagi stałej, jeżeli jego ciężar objętościowy równa się ciężarowi objętościowemu cieczy. Ciało nie tonie i nie wypływa na powierzchnię,
- G < W - ciało pływa po powierzchni cieczy,
- G > W - ciało tonie w cieczy opadając na dno.