Закон Архимеда. Вода (к стати и песок и газ тоже) выталкивает тело. Чем плотнее среда -- тем на меньшую глубину погружается тело посредством силы тяжести. Гениальнейший Перельман вам всё объяснит http://allforchildren.ru/sci/perelman2-49.php
Тело впёрнутое в воду выпирает на свободу с силой выпертой воды телом впёрнутым туды.