Hukum Archimedes berbunyi, “Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan mengalami gaya ke atas atau gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkannya”. Gaya apung ini merupakan selisih dari gaya berat benda di udara dengan gaya berat benda di dalam fluida
F_{A}= W_{u}- W_{f}
F = gaya ke atas = gaya apung (N)
Wu = gaya berat benda di udara (N)
Wf = gaya berat benda di fluida (N)
secara matematis, cara mencari besar gaya apung yaitu:
Keterangan :
F_{A} = gaya ke atas = gaya apung (N)
ρ_{f} = massa jenis fluida (kg/m^{3})
V_{bf} = Volume benda yang tercelup dalam fluida (m^{3})
g = percepatan gravitasi (m/s^{2})
Beberapa kategori benda dapat dikatakan mengapung, melayang, dan tenggelam sebagai berikut:
Jika benda dicelupkan ke dalam fluida, benda muncul sebagian ke permukaan air, karena berat benda lebih kecil dari gaya apung (Fa < W). Ini adalah konsep mengapung. Dari konsep tersebut, dapat dirumuskan hubungan antara massa jenis benda dengan massa jenis fluida:
\rho _{b}= \frac{ V_{bf} }{ V_{b} } . \rho _{f}
keterangan:
\rho _{b} = massa jenis benda ( kg/m^{3} )
V_{bf} = Volume benda yang tercelup ( m^{3} )
V_{b} = Volume benda ( m^{3} )
\rho _{f} = massa jenis fluida ( kg/m^{3} )
Jika benda dicelupkan seluruhnya kedalam fluida (misal: air), maka gaya apung (Fa) sama dengan berat benda W (Fa = W).
Jika benda dicelupkan seluruhnya kedalam fluida (air), maka gaya apung ( Fa) lebih kecil dari berat benda W (Fa < W). Sehingga benda bergerak kebawah menuju dasar wadah air. Ini adalah konsep tenggelam.