Question

porque o empuxo é uma força vertical para cima?

Answer 1

Considerando as Leis de Newton, nós temos que toda força aplicada gera uma força de mesma intensidade e sentido oposto.

Quando um corpo afunda, ele empurra um volume de líquido idêntico ao seu próprio volume, isso faz com que ele acelere essa massa. Essa massa acelerando, produz uma força, e essa força produz uma força de mesma intensidade mas sentido contrário, ou seja se você afunda um corpo, você produz um empuxo para cima.