把一顆鐵珠投入水中，這顆珠子一定會很快就沉入水底；然而鋼鐵制造的船顯然十分沉重，可它卻能在水面上安然行駛。這是為什么呢？要說明這個問題，我們可以做個試驗。把一張薄鐵皮放在水里，它立刻就沉下去了；如果把這張鐵皮做成一個盒子，重量沒有改變，它卻能漂浮在水上。不僅如此，在盒子里再裝一些東西，盒子也僅僅下沉一些，但仍能漂浮在水面上。這是因為，盒子的底面會受到來自水的豎直向上的浮力，只要浮力大于鐵盒的重力，就能托住鐵盒使它不會下沉。輪船能浮在水上的道理也是一樣的。古希臘的學者阿基米德曾經說：“作用于水中物體上的浮力的大小等于物體所排開水的重量。”船所排開水的重量越大，船所受的浮力也越大。因此船只要一部分浸沒在水中，排開水的體積在小于船身的條件下，船就能漂浮在水面上。同樣的道理，空心的牙膏皮可以浮在水面上，把它卷成一團卻會沉入水底。

那么，船所排開水的重量又是由什么決定的呢？顯然這和船身重量息息相關。船越大，或者裝載的東西越多，吃水就越深，排開的水量也就越大。我們所聽過的“曹沖稱象”的故事，正是利用了這一原理。