为什么有些东西会浮起来，有些会沉下去？

石头沉，沙滩球浮，巨大的钢铁船也浮——尽管钢铁比水重得多。那么是什么决定了东西是浮是沉呢？

答案是浮力。

水向上推

当你把东西放入水中时，水会向上推它。这个向上的推力叫做浮力。同时，重力向下拉着物体。如果向上的浮力足以平衡物体的重量，物体就浮起来；如果重力赢了，物体就沉下去。

物体把水推开

物体进入水中时，它占据了空间。原来在那个空间的水被推到旁边，这叫做排水。物体排开的水越多，向上的浮力就越大。这就是为什么形状如此重要。

密度是一个重要线索

密度是指在一定空间内塞了多少物质。石头密度大，因为大量物质被塞在很小的空间里。泡沫球密度小，因为内部有大量空气。如果物体的密度比水大，它通常会沉；如果比水小，它通常会浮。但形状可以改变这个故事。

钢铁船为什么能浮起来？

钢铁的密度比水大。实心钢铁球会沉。但船不是实心的钢铁块，它有一个内部充满空气的大型形状。由于那种形状，船将重量分散在大面积上，排开了大量的水。

船的整体平均密度——包括内部的空气——比水的密度小，这让它能浮起来。如果水涌入船中，空气空间被填满，船整体变得更密，就可能沉没。

为什么船有宽底部？

船被设计成能推开足够多的水。更宽的船体帮助船排开更多的水，更多的排水量意味着更大的浮力。这就是为什么独木舟、货船和游轮都有围绕浮力设计的形状，尽管它们看起来非常不同。工程师在设计任何能浮的东西时，都必须仔细考虑重量、形状、平衡和材料。

核心思想

当来自水的向上浮力能平衡物体的重量时，物体就浮起来。密度很重要，但形状也很重要。