부력발전기 제안서(2018. 3. 30)

[바람]

친환경 고효율적인 부력발전기 제안서

2018. 3. 29

제안자  이 청호

친환경적이고 고효율적인 부력발전기 제안서

Ⅰ. 개요

1. 부력이란
 무게가 있는 것은 지구의 중심으로 향한다는 중력에 비하여 주변에 비하여 무게가 가벼운 것은 지구의 중심으로부터 벗어날려는 힘이 작용하는데 이것이 부력입니다. 예를 들어 물속에서 물보다 무거운 것(돌, 금속)은 지구의 중심으로 가라 앉지만 물보다 가벼운 공기는 물 속에서 떠 오르게 될 것입니다.

2. 부력발전기의 개념
단속적으로 발생하는 부력을 연속적으로 결합하여 부력을 계속적인 회전력으로 변환시켜 여기에 발전기를 부착하면 전력을 발생기키는 것이 부력발전기이다.

3. 장점
가. 압축공기를 이용하므로 환경오염이 없는 친환경적이다.
나. 계절이나 자연환경에 상관없이 봄 여름 가을 겨울 24시간 전력을 생산할 수 있다.
다. 전력수요가 있는 지역(도서지역, 농촌등)에 건설이 가능하므로 송.배전시설이 필요없다.
라. 수조를 높게 할수록 더욱 효율적인 발전이 가능하므로 아주 경제적인 발전기이다.

Ⅱ. 제안자 소개 및 부력발전기를 연구하게 된 배경

본인은 1980. 11. 30육군 대위로 만기전역을 하고,
 1985년 서울지하철공사(현 서울교통공사)에 입사하여 부당한 노동조건을 개선하기 위하여 노동조합을 설립하여 노동운동을 하였습니다.
 입사 후 기계 전기 전자등 기술이 집약된 전동차를 검수 정비하는 일을 열심히 하다가 발명특허를 3개를 획득하였고, 압축공기를 이용한 전동차 제동분야에 오랫동안 근무하면서 공기의 부력에 관한 발상을 하게 되었습니다.
 15년 이상 부력발전에 개한 개념을 구상만 하고 있다가 2011년 시제품을 만들어 부력발전기의 원리와 규모를 크게 할수록 매우
경제적이고 효율적인 발전을 할 수 있다는 확신을 가지게 되었습니다.

부력발전기 시제품 동작 동영상
http://tvpot.daum.net/v/vf119QCRC2Czghhz2gCCwwh

Ⅲ. 2013년 창조경제타운에 제안 및 인터넷에 공개
 
1. 2013. 11 창조경제타운에 본인이 개발한 부력발전기는 시제품으로서 너무 소형(1.7ｍ)이므로 효율이 낮지만 이를 10배 정도의 규모로 크게 부력발전기를 제작할 경우 효율적이고 경제적인 전력을 생산할 수 있을 것으로 보고 제작비 지원을 요청하는 제안을 하였습니다.
( 첨부1 제안서 참조)
2. 제안서를 검토한 전문가는 질량불변의 법칙에 어긋나므로 실현 불가능한 제안이라는 검토로 받아 들이지 아니 하였습니다.
3. 이에 제안자는 부력발전기 동영상 및 이론을 유튜브 등 인터넷에 공개를 하자 많은 분들이 관심을 보여 방문자들에게 동작시험을 보여주고 원리를 설명하여 주었으나 직접 투자를 하겠다는 분은 없어 더 이상 연구를 중단하고 있었습니다.

Ⅳ. 독일 ROSCH INNOVATION사의 부력발전기 생산
1. 2018. 1. 23 경남 창원에서 조선 부품사업을 하는 모 사업가가 독일 회사로부터 부력발전기 3기를 1기에 10억식 30억원을 투자하여 부력발전소를 짓는데 건축의뢰를 받은 이수섭 건축사가 부력발전기 인터넷 검색 결과 제안자가 올린 동영상등 자료를 보고 제안자에게 연락을 하여 와서 독일에서 20ｍ 높이의 부력발전기를 실용화하여  생산을 하고 있음을 알게 되었습니다.
2. 독일회사의 홈페이지를 검색하여 보니 2015년에 특허를 획득하였는데 제안자의 기술과 유사성이 많았지만 제안자 혼자의 힘으로는 법률적, 경제적으로 어려움을 헤쳐 나가지 못할 것으로 판단 되어 국가나 투자자의 도움을 요청하고자 합니다.
3. 만약에 2013년 제안자가 창조경제타운에 제안하였을 때 국가에서 기술을 인정하여 도움을 주었더라면 제안자 개인의 발전은 물론이고 인류의 에너지 문제를 친환경적이고 효율적으로 해결하여 우리나라의 장래 먹거리를 선점하여 국가경제에 크게 이바지 할 수 있었을 것입니다.

Ⅴ. 결론
 
 제안자의 기술과 국가가 협력하여 인류의 에너지 문제를 해결할 수 있는 부력발전기의 연구개발에 국책사업으로 선정하여 국가경제에 이바지 하여 주시기 바랍니다.

2018. 3.

제안자 이청호

<첨부1> 창조경제센터 제안서
-. 제목: 부력발전기

-. 아이디어 착안배경

 전기를 생산하는 방식으로 수력발전, 화력발전, 원자력발전, 조력발전, 풍력발전등이 있는데 이는 모두 지구상의 어떤 에너지를 이용하여 회전에너지을 얻고 이 회전력에 발전기를 연결하여 전기를 생성하는 것이다.

 그 중에 수력발전은 높은 곳에 있는 물을 낮은 곳으로 흘려 보낼때 지구의 중력(지구가 끌어 당기는 힘)에 의하여  위치에너지가 생기는데 낮은 곳에 수차를 설치하여 수차를 회전시킴으로서 회전력를 얻고 이에 발전기를 연결하여 전기를 생산하는 것이다.

 수력발전은 공기중에 물을 위에서 아래로 흘려 보내는데 이를 거꾸로 생각하여 물속에서 공기를 아래에서 위로 보내면 부력(물에 비하여 밀도가 작은 공기는 위로 오를려고 하는 현상)이 생기는데 이 부력을 중력보다 크게 함으로서 회전력를 얻을 수 있을 것이며 이 회전축에 발전기를 연결하면 전력을 생산할 수 있습니다,
 
그리고 수조의 높이를 크게 할수록 이 회전력은 비례하여 회전력은 더욱 커지게 될 것으로 생각하여 수조의 높이를 크게 할수록 경제적으로 전력을 생산할 수 있습니다.

-. 주요내용
 
1. 부력발전기 시제품 제작
 위의 생각 즉 수조의 높이를 크게 할수록 비례적으로 부력이 증가하고 회전력이 증가하는지를 증명하기 위하여 아래와 같이 부력발전기 시제품을 제작하여 보기로 하였습니다.

가. 수조
물을 담을 수 있도록 가로600mm* 세로300mm* 1,700mm의 크기를 2.5mm(t)스테인레스 강판으로 제작하여 수조내부에 부력발생장치를 설치하고, 하부에 공기주입,분사장치, 상부에 발전기를 장착할 수 있도록 제작한다.

나. 부력발생장치 (부레, 연결벨트, 회전축과 기어를 결합한 장치)
1)부레 : 수조의 하면에서 분사되는 압력공기를 용기에 담으면 부력이 발생하고 이 부력을 발생하는 용기는 부력에 의하여 위로 올라가게 되는데 분사되는 압력공기를 담는 장치를 “부레”라고 칭합니다.
2). 연결벨트(체인) : 기어형 연결벨트(체인)에 각각의 부레를 고정하고 이 연결벨트를 원형으로 연결하여 부력을 연속적으로 발생하게 할 수 있는 장치이다.
3). 회전축과 기어
회전축과 기어를 지지브라켓을 이용하여 수조의 상.하에 고정하여 부력발생장치를 상.하직선운동에서 회전운동으로 변환시키고 상부축에는 발전기를 연결할 수 있는 장치이다.
4). 지지브라켓
 회전축과 기어를 수조의 상.하에 고정하기 위한 장치이다.
5). 연결벨트에 부레를 고정하고 원형으로 연결하여 상하에 회전축과 기어를 아래 그림과 같이 구성한다.

             
      <부력발생장치>                                       <부력발전기>

다. 부력발생장치를 수조 내부에 고정
부력발생장치를 수조의 내부에 고정하여 수조의 하면에서 노즐로 압력공기를 부력발생장치의 부레에 주입하면 부레내부에 공기가 주입되어 부력이 발생되고 부력발생장치가 위로 상승하게 됩니다. 부력발생장치는 수조의 상.하에서 회전축에 연결되어 있으므로 부력발생장치의 상.하운동에 의하여 상부 회전축에 회전력이 발생한다.

이 때 상부 회전축에 발전기를 장착하면 전력을 생산할 수 있다.
             
       <부력발전기의 하부>                              <부력발전기의 상부>
       좌: 급.배수장치                                  상부회전축에 발전기를
       우: 압력공기 조절 및 분사장치                    연결하여 전력을 생산한다.

라. 발전기
부력에 의하여 상부회전축에 회전력이 발생하면 부력발전기의 상부축에 연결된 발전기는 회전력을 전력으로 변환하게 되어 전력을 생산할 수 있다.

마. 기타 보조장치
1). 콤프레셔
압축공기를 생성하기 위한 콤프레셔와 콤프레셔에서 생성한 압축공기를 저장하기 위한 압력탱크 및 콤프레셔 제어장치로 구성된다..
2). 압력공기 조절 및 분사장치
저장된 압력탱크에서 일정량의 공기를 부레에 주입하기 위한 장치로서 조절밸브와 노즐를 수조의 저면에 고정한다..
3). 급.배수장치
수조에 물을 급.배수하는 장치로서 수조의 저면에 고정한다.

2. 부력발전기 시제품의 동작실험

우선 첨부한 동영상을 보시겠습니다.
http://tvpot.daum.net/v/vf119QCRC2Czghhz2gCCwwh

가. 부레발생장치(부레, 연결체인, 기어, 샤프트을 결합한 장치)를 수조안에 브라켓으로 고정을 하고 수조안에 물을 가득 채운 후

나. 콤프레셔를 동작시켜서 압력공기를 생성하여 압력공기 조절 및 분사노즐로 일정한 량으로 조절하여 수조안의 저면에서 부레에 공기를 주입하면 수조 하부에 있는 부레에 공기가 주입되고 이 때 부레는 위로 떠 오를려는 부력이 생기게 된다. 이 때 수조내에 수포가 발생하지 않도록 압력공기를 조절합니다.

다. 부력이 작용하고 있는 각각의 부레는 연결벨트에 고정되어 수조 아래에서 연속적으로 위로 움직이게 되고 회전축에 의하여 상.하직선운동이 회전운동으로 변환되며, 상부 회전축은 점점 빠르게 회전을 하게 됩니다.

라. 부력발생장치가 상부축으로 올라갈 때는 부력이 작용하지만 상부회전축을 지나 아래로 내려 올때는 물의 저항이 발생하게 된다
 부력발생장치가 하부축 최하단을 통과하여 수조상부로 움직일때 노즐로 공기가 주입되어 또다시 부레에 공기가 채워지고 부력이 생성하게 되고, 부력발생장치가 상부로 올라 갈때 생기는 부력이 하부로 내려올때 물의 저항보다 커야만 상부 회전축에 회전력이 생긴다.

마. 위에서 본 바와 같은 순서에 따라 수조 하부에서 부레에 공기를 주입하여 주면 부레가 부착되어 있는 연결벨트는 상.하부축을 중심으로 상.하 회전운동을 계속하게 되고 이로 인하여 상부축에는 회전력이 생성되며 이 상부 샤프트에 발전기를 연결하면 전기가 생성된다.

3. 실험 결과

 부력발전기에 투입되는 압력공기는 일정하게 한 상태에서, 수조의 높이에 비례하여 부력이 증가하고 또한 회전력이 증가할 것인가에 대한 실험한 결과를 그림으로 보겠습니다.
 

<그림 설명>
가. 수조의 총 높이는 1,700mm이나 하부축이 수조 저면에서 300mm 위측에 고정되어 있으므로 수조의 높이는 하부축을 기준으로 하여 상부축구간이므로 실제 부력이 작동되는 수조의 높이는 1,400mm 구간입니다.

나. 수조 수위 0mm일때는 수조 상부에서 부력발생장치를 손으로 강제로 돌릴 경우 상당한 힘이 필요한데 이는 베어링의 마찰저항, 부력발생장치의 중량에 의한 저항, 물의 저항으로 a만큼의 힘을 투입하여야 부력발전기가 움직입니다.     

다. 수조의 수위 600mm까지는 부력발생장치가 움직이지 않지만 손으로 강제로 돌릴 경우 수조의 물의 높이가 높아 갈수록 점점 작은 힘을 가하여도 부드럽게 동작합니다.

라. 수위 800mm에서 부력발전기가 천천히 돌기 시작합니다.

마. 수위 800mm에서 1,400mm까지 부력발전기가 점점 빨리 돌기 시작하여 수위 1,400mm 구간에서 상부축을 손의 힘으로 꼭 잡아도 잡기 힘이 들 정도의 회전력이 발생합니다.

바. 수조의 높이를 800mm 높힐 때 마다 부력발생장치의 회전출력은 배로 증가하게 되며 이 수조를 계속 높이면 회전출력도 비례하여 커지게 된다.
  F(회전출력) = h/800(mm) * b
  -. F : 상부축에 발생하는 회전력
  -. h : 수조의 높이
  -. b : 수위가 800mm 높일 때 마다 증가하는 상부 회전축의 회전출력

사. 실험 결과 (잉여 전력 생산 가능)
 수조의 높이가 800mm 높아질 때마다 비례하여 상부축의 회전력은 b배만큼 증가하게 됩니다. 따라서 투입되는 압력공기 생산에 소요되는 에너지보다 더 큰 전력을 생산할 수 있는 수조의 높이를 결정할 수 있으며 이렇게 결정된 수조의 높이보다 더 높게 할 경우 잉여 전력을 생산할 수 있을 것입니다.

4. 수조를 높일수록 총부력은 무한하게 증가되므로 무한동력이 가능하다.

 투입 공기를 일정하게 하고 수조의 높이를 점점 높게 할 경우 다음 표에서 보는 바와 같이 수위별 총부력은 1m수위에서 1의 부력이 생긴다고 할 때 10m수위에서는 10배, 20m수위에서는 20배, 50m수위에서는 50배, 100m수위에서는 100배, 200m수위에서는 200배, 400m수위에서는 400배, 500m수위에서는 500배의 부력이 발생하게 되어 총부력은 기하급수적으로 증가 하게 됩니다.

 그리고 부력발생장치가 상하.직선운동을 하면서 발생하는 물의 저항, 상.하부축 베어링의 기계적인 마찰등은 총부력을 감쇄시키게 되며 이것을 저항(Z)이라고 할 때 이 저항은 총부력의 증가에 비하여 훨씬 적으므로 상부축의 회전력은 무한하게 증가할 수 있습니다.

 따라서 투입된 압력공기를 생산하는데 소요된 전력보다 훨씬 더 많은 전력을 생산할 수 있어 무한동력 생산이 가능한 것입니다.

*. 수조의 높이별 총부력 및 회전력 계산

수조의높이(m)
수위별
총 부력
계산방법
회전력
(총부력-수위별저항)
1
1

1-Z1
2
2

2-Z2
3
3

3-Z3
4
4

4-Z4
5
5

5-Z5
6
6

6-Z6
7
7

7-Z7
8
8

8-Z8
9
9

9-Z9
10
10

10-Z10
20
20

20-Z20
30
30

30-Z30
40
40

40-Z40
50
50

50-Z50
100
60

100-Z100
150
150

150-Z150
200
200

200-Z200
300
300

300-Z300
400
400

400-Z400
500
500

500-Z500

-. 장점 및 기대효과

1. 수조의 높이를 크게 할수록 회전출력을 비례적으로 크게 할 수 있으므로 공기 주입에 소요되는 전력 보다 부력발전기에서 출력되는 전력를 더 크게 할 수 있어 경제성 있는 무한동력 전력을 생산 할 수 있다.

2. 타 발전기에 비하여 구조가 간단하여 제작단가가 저렴할 수 있으며

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 타입의 격자형으로 부력발전기를 건설할 경우 대형발전소를 건설할 수 있으므로 건설비를 줄일 수 있음은 물론 넓은 부지가 소요되는 풍력발전이나 태양광 발전에 비하여 넓은 부지가 소요되지 않습니다.

3. 수력발전, 풍력발전, 태양광발전은 자연조건에 제한을 받는데 비하여, 무한한 공기를 이용하는 부력발전은 농촌, 해안가, 도서지방, 산간지방등 어느 곳에서나 설치할 수 있으며,  계절, 밤낮에 관계없이 24시간 항상 가동할 수 있다.

4. 친환경적이고 환경오염 없이 전력을 생산할 수 있다.

5. 전기가 필요한 지역에 부력발전기를 직접 설치할 수 있으므로 송.배전설비가 필요없으므로 경제적이다.

-. 지원받고 싶은 사항

 1. 제작비 지원
 부력발전기 시제품을 제작한 이유는 수조의 높이에 비례하여 부력이 증가하고 회전력이 증가할 것인지를 증명하기 위해서입니다. 시제품의 실험 결과 비례적으로 출력이 증가하는 것을 확인할 수 있었습니다.
 그러나 투입 전력과 출력 전력이 같게 나오게 할 수 있는 수조의 높이는 어느 구간인지를 알 수 없었으므로 이를 확인하고 싶습니다.
 그러게 하기 위하여는 제가 만든 시제품의 수조보다 약 5배에서 10배정도의 높이의 수조를 제작하여 실험을 해보고 싶지만 경제적인 여건으로 2년여간 실험을 하지 못하고 있으므로 제작비의 지원을 바랍니다.

2. 기술력 지원
 시제품은 조잡한 기술로 제작하였지만 기계, 전기등 전문가 그룹이 부력발전기 기술의 이론적인 증명과 시제품보다 훨씬 효율적인 부력발전기를 제작할 수 있도록 다음과 같은 기술적 지원을 바랍니다.
가. 위에서 제시한 “수조의 높이별 총부력 및 회전력 계산”의 논리적 증명.
나. 수조의 높이에 따라 압력공기를 부레에 주입할 때 필요한 압력.
다. 물의 저항을 최소화 할 수 있는 부레의 형태.
라. 물에서 녹 슬지 않으면서 원활하게 작동하는 베어링 등

2013. 11. 5

이 청 호 (010-3520-2643)

<첨부2> 부력의 개념 및 이론 정리

<부력의 개념>

1. 기체나 액체속에 있는 물체가 그 물체에 작용하는 압력에 의하여 중력에 반하여 위로 뜨려는 힘.
물체에 작용하는 부력이 중력보다 크게 되면 뜨게 된다.

2. 부력(浮力)은 물체를 액체 속에 넣으면 그 물체를 중력에 거역하여 위로 밀어올리려는 힘이다. 물 속에 있는 물체는 공기 속에 있는 물체보다도 들어 올리기가 쉬우며, 물체에 따라서는 물에 뜨기도 하는데, 부력은 아르키메데스의 원리로 설명된다.
아르키메데스는 임금으로부터 왕관이 순금인지 아닌지를 확인하라는 명을 받고, 욕조에 들어갔을 때 욕조의 물이 넘치는 것을 보고 이 원리를 발견했다고 한다. 이 원리의 요점은, 액체에 넣은 물체에 작용하는 부력은 물체가 배제된 액체의 무게와 같다는 데 있다.
이 원리로, 주위의 유체보다 밀도가 작은 물체는 같은 체적의 물의 무게(부력)보다 무게가 가벼우므로 그대로 놓아두면 떠오르며, 밀도가 같은 물체라면 유체의 어디에라도 정지되고, 또 밀도가 크면 가라앉는다는 것을 알 수 있다. 특히 같은 체적의 액체보다 가벼운 물체인 때는 액체면에서 물체가 얼굴을 내밀고, 액체 속에 있는 물체의 부분에 작용하는 부력(수평면 밑의 물체가 배제되는 액체의 무게)이 물체의 무게와 같아졌을 때 정지한다

3. 부력에 대해 간단히 설명드릴게요
어떤물체가 유체에 뜬다 라고 표현하죠?
그때 물체는 유체의 일부분을 밀어내게 됩니다. (예를들어, 배나 그릇이 물위에 뜰때 그릇이나 배가 물을 밀어내게 되죠? ) 그만큼의 물의 무게만큼 물체는 중력 반대 방향의 힘을 받게 되는데 그게 부력이죠...

뜨는 물체뿐아니라 가라앉더라도 마찬가지 입니다. 배제된 물의 무게 만큼 가라앉은 물체두 힘을 받게 됩니다

무게가 2톤이고 부피가 1미터 세제곱인 물체가 물에 가라앉았다면 배제한 물의 부피는 당연히 1톤이 되겠죠,,,,,, 그럼 이물체의 무게를 물속에서 잰다면 1톤이겠죠? ㅎㅎ

물보다 가벼운 물체가 물에 잠겨있다가 떠오르는 이유는 물체의 무게와 배제된 물의 무게를 맞추기 위해서입니다.

무게가 0.5톤이고 부피가 1미터 세제곱이라는 물체가 물속에 있다면 물보다 가볍기때문에 떠오르겠죠 반만 잠기게 됩니다. 이때 배제된 물의 무게는 0.5톤이 되겠죠 ^^도움이 됬으면 합니다

<부력의 이론>

1. 부력이라고 하는 것은 물체가 유체 속으로 들어 갔을때, 유체가 물체에 가하는 압력들의 합에 의해 생기는 힘입니다.

예를 들어 물 속에 물체가 들어가면, 물은 물체를 모든 방향에서 수압을 가하게 됩니다.
이 수압은 깊어질수록 커지기 때문에 깊이가 같은 좌우의 수압은 서로 상쇄되어 없어집니다.
결국 위에서 작용하는 수압과 아래에서 위로 작용하는 수압에 의해 부력의 크기가 결정되는데, 아래에서 작용하는 수압이 더 깊은곳이기 때문에 위의 수압보다 크게 됩니다.
따라서 부력은 아래에서 위로 미는 방향으로 나타나게 됩니다.

부력의 크기는 위와 아래의 높이차이가 클수록 커집니다.

예를 들어 1cm인 물체의 위아래 수압차보다는 높이가 2cm인 물체의 위아래 수압차이는 2배가 됩니다. (부력∝ 위 아래의 수압차∝ 물체의 높이)
또한 압력은 단위면적당 힘이므로 물체에 실질적으로 가해지는 힘은 압력8면적이 되므로, 면적이 넓을수록 물체에 가해지는 힘은 커집니다.
(부력 ∝ 위아래의 수압차 ∝ 위아래에서 작용하는 힘의 차이 ∝ 물체의 단면적)
(∴부력 ∝ 물체의 높이 ∝ 물체의 단면적 ∝ 물체의 부피)

이는 부력의 크기가 물체의 종류에 관계없이 물체의 부피에만 비례한다는 것을 의미하므로, 크기가 같다면 납이든 알루미늄이든 같은 부력이 작용하게 됩니다.
조금 더 정확하게 말한다면, 물 속에 잠긴 부피가 같을 때 부력은 같게 됩니다.

“유체 내에 잠긴 물체는 대체된 유체의 무게와 같은 크기의 부력을 받는다”
이 말의 의미는 물체가 유체 속에 들어가면, 유체는 물체의 부피(물체가 차지하는 공간)만큼 밀려 나게 됩니다. 이렇게 유체 속에 들어간 물체에 작용하는 부력은 밀려난 유체의 무게와 같은 크기를 갖게 됩니다.
이때 밀려나는 유체의 량은 물체의 종류에 관계없이 물체의 부피에만 영향을 받게 되므로, 부력의 크기도 물체의 종류에는 영향을 받지 않고 물체가 차지하는 부피에 영향을 받게 된다는 것을 말합니다.

2. 흔히 물에서 뜨는 것과 가라앉는 것을 구분하는 것은 물체의 밀도입니다.
 위에서 부력의 크기는 물체가 유체 속에 들어가면서 밀어낸 물의 무게와 같다고 하였습니다.

(예1) 밀도가 2g/㎤인 물체 10g을 밀도 1g/㎤ 속에 넣는다고 할 때
      -. 물체의 부피= 질량/밀도= 10g/ 2g/㎤ = 5㎤
      -. 물체의 무게 10g중
      -. 물체가 밀어낸 물의 부피=  5㎤
      -. 밀려난 물의 무게= 부력= 5g중(↓)
물 속에 들어간 물체는 중력 10g(↓)과 부력5g(↑)을 받게 되므로 합력은 5g중(↓)이 되어 가라 앉게 되는 것입니다.

(예2) 밀도가 0.5g/㎤중(↓)과 물(밀도=1g/㎤) 속에 완전히 잠기도록 넣는다고 할 때
     -. 물체의 부피= 질량/밀도 = 10g/ 0.5g/㎤ =20㎤
     -. 물체의 무게+ 10g중
     -. 물체가 밀어낸 물의 부피= 20㎤
     -. 밀려난 물의 무게= 부력= 20g중
   
물 속에 잠긴 물체는  중력 10g중(↓)과 부력20g중(↑)을 받게 되므로 합력은 10g중(↑)이 되어 위로 떠 오르게 됩니다.
이 물체는 합력이 0이 될 때까지 떠 오르므로, 부력이 10g중이 되는 위치에서 멈추게 됩니다.
 부력이 10g중이 되려면, 완전히 잠길 때의 절반에 해당하므로 10㎤, 즉 전체 부피의 절반이 잠겼을 대 합력이 0이 됩니다. 따라서 밀도가 물의 절반에 해당하는 물체를 물에 띄우면, 절반만 잠긴 채 떠 있게 됩니다.

(예3) 밀도가 0.9g/㎤인 물체 10g을 기름(밀도=0.6g/㎤) 속에 넣는다고 할 때
     -. 물체의 부피= 질량/밀도 = 10g/ 0.9g/㎤ =11.11㎤
     -. 물체의 무게+ 10g중
     -. 물체가 밀어낸 물의 부피= 11.11㎤
     -. 밀려난 물의 무게= 밀도*부피= 부력= =0.6g/㎤*11.11㎤=  6.67g중
기름 속에 잠긴 물체는 중력 10g중(↓)과 부력6.67g중(↑)을 받게 되므로 합력은 약3.33g중(↓)이 되어 아래로 가라 앉게 됩니다.

위의 3가지 예에서와 같이 물체가 가라앉느냐 떠오르느냐는 물체의 밀도와 유체의 밀도에 의해서 결정됩니다.
     -. 물체의 밀도 > 유체의 밀도 : 가라 앉는다    
     -. 물체의 밀도 = 유체의 밀도 : 유체 속 어느 곳에서든지 정지해 있는다. 
     -. 물체의 밀도 < 유체의 밀도 : 떠 오른다. (둘의 밀도 차이가 클수록 더 많이 떠            오른다)  

물고기의 경우 물 속에서 떠 오르거나 가라 앉기 위하여 자신의 밀도를 조절해야 하는데 몸 속에 부레라고 하는 공기주머니가 있습니다. 이 부레를 이용하여 물고기 전체의 밀도를 물의 밀도보다작게 만들면 떠 오르고 크게 만들면 가라 앉게 됩니다.

잠수함도 이와 같은 원리가 이용되는데, 잠수함은 선체 바깥 아래쪽으로 큰 물탱크가 있는데 이 곳에 공기를 채우면 전체 밀도가 작아져서 떠 오르게 되고, 이곳에 물을 채우면 전체 밀도가 증가하여 잠수하게 됩니다.

참고사항
부력은 아르키메데스의 원리가 기본입니다.
“유체 속의 잠긴물체가 받는 부력의 크기는 유체 속에 잠긴 물체의 부치에 해당하는 무게와 같다”

이것이 부력의 기본 원리입니다.

이를 토대로 부력의 크기를 유도하여 봅니다.

   본질적으로 부력은 압력차이에 의해서 나타나게 됩니다.
뉴턴의 운동법칙중 작용반작용법칙에 다라 물체가 물을 아래로 누르는 힘만큼 물은 물체를 위로 밀어 냅니다.

간단하게 물체가 외부에 절반, 유체 속에 절반에 걸쳐 떠 있다고 할 때
 압력 = 힘/단면적  (P= F/A,  F= P.A)
 대기압을 P제로 라고 하고

 물체 윗부분을 누르는 힘을 ①  식이라고 할 때
 물체 윗부분이 받는 힘은 (P제로)* 물체의 단면적

 물체 아래부분이 받는 힘을 ② 식이라고 할 때
 물체 아래부분이 물체를 미는 힘은(=물체가 아래로 누르는 힘), (P제로)* (물체의 단면적)+(물의 밀도*중력가속도*잠긴깊이*단면적)입니다.

이를 기호로 쓰면

①   F = P.A

②   F = P.A + Mg
         gP.A + 물의밀도 * g * 잠긴깊이입니다.

물체가 받는 합력(F) = F① 보다 F②가 더 크므로 F② - F①를 해 주면 대기압은 지워지고
(
 (물의밀도 * g * 잠긴깊이)가 됩니다.

 부력을 구하는 공식 = (rho) * (V) * (g)