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流体力学において、物体が流体に大きく浸漬され、流体が物体を押し退けてその場所を占める現象を置換といいます。押し退けられた流体の体積を測定することで、浸漬された物体の体積を推定できます。つまり、浸漬された物体の体積は、押し退けられた流体の体積と完全に等しくなります。
液体に浸された物体は、その物体の体積に等しい量の流体を押し出します。したがって、浮力はアルキメデスの原理によって表されます。この原理によれば、物体の重量は、その体積に流体の密度を掛けた値だけ減少します。物体の重量がこの押し出された流体の量より小さい場合、物体は浮きます。大きい場合は沈みます。押し出された流体の量は、（アルキメデスの原理によって）その体積に直接関係しています。物体が沈む（完全に水没する）場合、物体の体積が押し出されます。物体が浮く場合、押し出された流体の重量は、押し出された物体の重量と等しくなります。
この方法は、形状が不規則であっても固体の体積を測定するために使用できます。このような測定方法にはいくつかの種類があります。1つは、物体を液体（通常は水）に浸すと液面が上昇するのを記録する方法です。2つ目は、物体を液体で満たされた容器（オーバーフロー缶と呼ばれる）に浸すと、液体があふれます。その後、こぼれた液体を集めてその体積を測定します。3つ目は、物体を液面下に吊り下げ、容器の重量の増加を測定する方法です。重量の増加は、物体によって押し出された液体の量に等しく、これは吊り下げられた物体の体積に液体の密度を掛けたものと同じです。[ 1 ]
アルキメデスの原理の概念は、流体中に浸された物体は、物体によって押し出された流体の重さに等しい力で浮力を受けるというものです。[ 2 ]押し出された流体の重さは数学的に求めることができます。押し出された流体の質量は、密度と体積を用いてm = ρVと表すことができます。押し出された流体の重さはW = mgで、gは重力加速度です。したがって、押し出された流体の重さはW = ρVgと表すことができます。
物体や物質の重量は、十分な浮力を持つ容器を円筒形の容器に浮かべ、水位を観察することで測定できます。容器に物体や物質を入れた後、水位の差と水位の差が物体の重量に等しくなります。