Archimedes był jednym z największych fizyków, którzy zapoczątkowali rozwój nowoczesnej nauki. Miał wykształcenie matematyczne i inżynierskie, swoimi pracami w bardzo dużym stopniu przyczynił się do rozwoju mechaniki. Archimedes był wyjątkowym naukowcem, ponieważ potrafił na drodze doświadczenia udowodnić swoje teorie. Potrafił także prawa fizyczne wyrazić w postaci prostej matematyki. Uważał, że u podstawą wszystkich zjawisk fizycznych są bardzo proste zasady, które trzeba poznać, aby wyjaśniać skomplikowane zjawiska. Archimedes był więc jednym z pierwszych prawdziwych naukowców.

Archimedes urodził się około 287 r. p.n.e. Pochodził z Syrakuz, malowniczego portu nad Morzem Jońskim. Tam się wychował i spędził większą część życia. Do dziś zachowały się jedynie ruiny rodzinnego miasta Archimedesa: starożytne mury, umocnienia i akwedukty. Ojcem Archimedesa był astronom Fidiasz. Możliwe, że Archimedes był także krewnym króla Syrakuz Hierona II, który rządził od 270 r. p.n.e. Archimedes zdobywał wiedzę w Aleksandrii, najważniejszym ośrodku nauki tamtych czasów.

To, że tak dobrze znamy życie i prace Archimedesa zawdzięczamy licznym napisanym przez niego traktatom matematycznym, zwłaszcza geometrycznym, napisanym bardzo prostym i jasnym językiem, oraz dziełom dotyczącym jego wynalazków. Niestety do naszych czasów nie przetrwały niektóre jego traktaty dotyczące mechaniki.

Archimedes podał wzory matematyczne na objętość i powierzchnię kuli i cylindra, był bardzo bliski wymyślenia rachunku całkowego. Na jego pracach opierali się Newton i Leibniz, którzy w XVII wieku opracowali rachunek różniczkowy. Archimedes był też bardzo bliski wprowadzenia logarytmów. Jednym z jego osiągnięć było wprowadzenie notacji naukowej dla wielkich liczb.

Jednak zdecydowanie najsłynniejszą pracą Archimedesa było prawo wyporu, podane w traktacie "O pływających ciałach". Sformułowane przez Archimedesa prawo wyporu brzmi:

"Na każde ciało zanurzone w cieczy działają siły wyporu. Ich wypadkowa jest skierowana ku górze, a jej wartość jest równa ciężarowi wypartej przez to ciało cieczy".

Wynika z niego, że na każde ciało, zanurzone w jakiejś cieczy, działa nie tylko siła ciężkości, ale także przeciwnie do niej skierowana siła wyporu cieczy. Warunkiem pływania ciał jest równoważenie się sił ciężkości i wyporu.

Prawo Archimedesa jest często wykorzystywane do pomiarów gęstości ciał stałych. Gęstość ciała wyraża się wzorem r = mV, gdzie m to masa ciała a V to jego objętość. Dla ciał o regularnym kształcie, których wymiary można łatwo zmierzyć, wyznaczanie gęstości sprowadza się do ważenia ciała. Jednak zazwyczaj ciała mają nieregularny kształt, przez co wyznaczenie ich objętości jest bardzo trudne. Dla takich nieregularnych brył gęstość mierzy się, wykorzystując prawo Archimedesa: umieszcza się ciało o znanej masie w cylindrze miarowym lub zlewce. Różnica objętości samej wody Vp oraz wody wraz z ciałem Vk jest równa, zgodnie z prawem Archimedesa, objętości zanurzonego ciała.

Na prawie Archimedesa opiera się także zasada działania wagi hydrostatycznej, służącej również do wyznaczania gęstości nieregularnych brył. Waga hydrostatyczna składa się z dwóch szalek. Aby wyznaczyć gęstość ciała, ważymy najpierw samo ciało zawieszone na cienkim druciku lub sznureczki, a następnie ważymy to samo ciało, zawieszone na druciku, po umieszczeniu go w zlewce. Zlewkę ustawiamy nad pustą szalką wagi tak, aby nie powodowała obciążenia. Jeżeli używamy bardzo cienkiego drucika to możemy jego masę zaniedbać.

Z pomiarów na wadze hydrostatycznej otrzymujemy ciężar ciała w powietrzu, m1g, równy rzeczywistemu ciężarowi ciała, oraz ciężar ciała w wodzie, m2g, równy różnicy pomiędzy rzeczywistym ciężarem ciała i siłą wyporu wody:

m1g = mg

m2g = mg - Fw

Siła wyporu Fw, zgodnie z prawem Archimedesa, jest równa ciężarowi wypartej cieczy:

m1g = mg ® m = m1

m2g = mg - rwVg ® V = (m1 - m2)/rw

Aby obliczyć gęstość, wystarczy podzielić przez siebie oba równania:

r = m/V = m1rw/(m1 - m2).

Zarówno m1 jak i m2 otrzymujemy z bezpośrednich pomiarów. Jednak do obliczenia gęstości ciała potrzebna nam jest jeszcze gęstość wody. Możemy w przybliżeniu uznać, że wynosi ona 1 kg/dm3, jednak można ją dokładnie odczytać dla danej temperatury z tablic fizycznych. Trzeba tylko znać temperaturę, przy jakiej wykonuje się eksperyment.

Bardzo ważne jest, żeby ciała nie rozpuszczały się po wrzuceniu do wody. Pomiar gęstości ciał dobrze rozpuszczalnych w wodzie metodą wagi hydrostatycznej jest niemożliwy. Trzeba też pamiętać, że najważniejsze w pomiarach jest dokładne wyznaczenie masy ciała. Trzeba uważać, żeby ciało było całkowicie zanurzone, nie dotykało zlewki, aby zlewka nie obciążała szalki wagi oraz żeby sznurek, na którym jest zawieszone ciało, był jak najlżejszy.

Aby bardzo dokładnie przeprowadzić wyznaczanie gęstości ciał, należy w ciągu całego pomiaru utrzymywać jednakową temperaturę, aby gęstość wody się nie zmieniała.