Arkimedes jakintsu grekoa (K.a. ~ 287-212) hidrostatikaren sortzailetzat jotzen da. Hidrostatikaren inguruko lehenengo ikerketak harenak dira, eta horien artean Arkimedesen printzipioa izenekoa dago.

Geldirik dagoen fluido (gas edo likido) batean osorik edo partzialki murgildutako gorputzak indar bertikala jasotzen du. Goranzko indarrari bultzada deritzo, eta horren balioa gorputzak kanporatzen duen fluidoaren pisuaren berdina da. Guztiz murgildutako gorputzaren kasuan, kanporatutako fluidoaren bolumena gorputzarena da. Likido batean partzialki murgilduta dagoen gorputzaren kasuan, berriz, gainazal askearen azpian dagoen bolumena da kanporatutako likidoarena. Bultzadaren aplikazio-puntuari bultzada-zentro deritzo, eta kanporatutako fluidoaren grabitate-zentroa da.

Berez, bultzadak grabitatearen aurka egiten du beti, eta, hala ere, grabitateak berak sortutakoa da, presio hidrostatikoaren ondorioz sortzen delako. Bultzadaren ondorioz, solidoek gutxiago pisatzen dute likido batean sartuta. Bestalde, gas batean murgildutako solidoaren gaineko bultzada arbuiagarria da, gasen dentsitatea solidoena baino 103 aldiz txikiagoa baita. Baina gas-gas sistema batean bultzada ezin da arbuiatu, adibidez, helioz beteriko puxikaren kasuan.

Fluido batean erabat murgilduta dagoen gorputzean, bi indar daude: pisua, gorputzaren grabitate-zentroan, eta bultzada, bultzada-zentroan. Gorputza homogeneoa bada (dentsitatea puntu guztietan berdina), grabitate-zentroa eta bultzada-zentroa bat datoz. Gorputza ez-homogeneoa bada (dentsitatea puntuz puntu aldatzen da), berriz, grabitate-zentroa eta bultzada-zentroa puntu desberdinetan egon ohi dira.

Solido homogeneoa (a) eta ez-homogeneoa (b). BZ: bultzada-zentroa; GZ: grabitate-zentroa

Guztiz murgildutako gorputzaren azelerazioa honela kalkula daiteke (noranzko positiboa gorantz hartuta):

$a=\left(\frac{{\rho }^{\text{'}}}{\rho }-1\right)g$,

non ρ gorputzaren dentsitatea den, ρ´, fluidoarena eta g, grabitatearen azelerazioa. Horrela, hiru kasu bereiz daitezke:

• Gorputzaren dentsitatea fluidoarena baino handiagoa bada ($\rho >{\rho }^{\text{'}}$), azelerazioa negatiboa izango da, eta, ondorioz, gorputza hondoratu egingo da.

• Gorputzaren dentsitatea fluidoarena baino txikiagoa bada ($\rho <{\rho }^{\text{'}}$), azelerazioa positiboa izango da, eta gorputza igo egingo da; hortaz, gainazal askean flotatzen geratuko da. Flotazioan oreka egon dadin, gorputzak kanporatutako likidoaren bolumenak baldintza hau bete behar du:

$V^{\text{'}}=\frac{\rho }{{\rho }^{\text{'}}}V$,

• non V´ kanporatutako fluidoaren bolumena eta V gorputzaren bolumen osoa diren.

• Gorputzaren eta fluidoaren dentsitateak berdinak badira ($\rho ={\rho }^{\text{'}}$), gorputzaren azelerazioa zero izango da. Gorputza oreka indiferentean geratuko da likidoaren barruan, eta edozein posiziotan orekan egongo da.

Guztiz murgildutako gorputza homogeneoa ez bada, grabitate-zentroa eta bultzada-zentroa normalean ez dira bat etortzen, eta biraketak gerta daitezke. Gorputza orekan egoteko, puntu biek bertikal berean egon behar dute. Horrela, indarren eta momentuen batuketa zero da. Bi oreka-mota dauzkagu. Bultzada-zentroa grabitate-zentroaren gainean badago, oreka egonkorra dugu. Gorputza oreka-posiziotik ateratakoan, berriro oreka-posiziora itzuliko da. Aldiz, bultzada-zentroa grabitate-zentroaren azpian badago, oreka ezegonkorra izango dugu. Kasu horretan, oreka-posiziotik ateratakoan, gorputza oreka-posiziotik urrunduko da.

Oreka egonkorra (a) eta oreka ezegonkorra (b). Gorputzak biratzeko duen joera gezi batez adierazita dago

Flotatzen ari diren gorputzen oreka aztertzeak berebiziko garrantzia du, izan ere, itsasontzien jokaera horren araberakoa da. Demagun flotatzen ari den gorputz bat oreka-posiziotik urruntzen dugula biraketa baten bidez. Esfera bat ez bada, bultzada-zentroaren posizioa aldatu egingo da, murgildutako bolumenaren forma aldatzen delako. Hala ere, bolumena ez da aldatuko, bultzadak berdina izan behar duelako, pisuaren berdina, alegia. Orduan, oreka egon dadin, grabitate-zentroak eta bultzada-zentroak bertikal berean egon behar dute. Oreka egonkorra izateko, grabitate-zentroak bultzada-zentroa baino beherago egon behar du (ikus irudia). Grabitate-zentroa zenbat eta beherago egon, hainbat eta egonkorragoa izango da sistema. Hori dela eta, itsasontzien hondoan lasta jarri ohi da grabitate-zentroa jaisteko. Hala ere, hainbat kasutan grabitate-zentroa bultzada-zentroaren gainean egon arren, oreka egonkorra izan daiteke. Holako kasuetarako, metazentro izeneko puntua definitzen da. Bultzada-zentrotik pasatzen den bertikalak eta gorputzaren simetria-ardatzak elkar ebakitzen duteneko puntuari deritzo metazentro. Horrela, hiru kasu izan ditzakegu:

• Metazentroa grabitate-zentroa baino beherago badago, oreka ezegonkorra dugu, sortzen den indar-bikoteak gorputza iraularazten duelako.

• Metazentroa grabitate-zentroaren gainetik badago, oreka egonkorra da, sortzen den indar-bikoteak gorputza oreka-posiziora itzultzen duelako.

• Puntu berean badaude, oreka indiferentea dugu; gorputza edozein posiziotan dago orekan.

Itsasontzien oreka. M: metazentroa

Bultzadari esker, likidoen dentsitatea neurtzeko tresna bat eraiki daiteke, dentsimetro edo hidrometro deiturikoa. Alexandriako Hipatiak (370-415) asmatutakoa dela uste da. Gaur egun, itxita dagoen beirazko tutu batekin eraikitzen da. Beheko partean, lasta modura, dentsitate handiko zerbait dauka (merkurioa edo beruna, normalean). Beirazko tutuan, eskala graduatua jartzen da, eta likidoaren gainazal askearen mailak dentsitatea adierazten du eskalan. Horrela, dentsitate handiko likido batean, dentsimetroa oso gutxi sartuko da likidoan. Eta alderantziz, likidoa dentsitate txikikoa bada, dentsimetroa asko sartuko da. Aspaldian, sagardotegietan haltzaren printza bat erabiltzen zuten dentsimetro modura. Bestalde, dentsitatearekin erlazionaturik dauden bestelako magnitude fisikoak ere neur daitezke horrelako tresnekin.

Dentsimetroa