大船看起來又大又重，為什麼能浮在水面上？今天，我們從它排開的水，找出原因。

把物體放進水裡，浸入的部分占了水原本的空間，讓水往別處移動。這叫做排開水。

先用架子固定同一個方塊，只改它浸入水中的部分。浸入越多，排開的水越多，水槽裡的水位就會上升。

看排水體積，要看物體把水排開的浸水部分。露在水面上的部分，沒有因此直接排開水。

畫面上的格數，只幫助我們比較，不是真實量杯讀數。接著，排開的水和向上的力，有什麼關係呢？

水對物體各處都有壓力，較深的地方壓力較大。合起來，會產生一個向上的作用，叫做浮力。

浮力的大小，等於被排開的水的重量。地球同時把物體往下拉，我們把這個向下的力叫做重量。

把同一個可漂浮方塊放得較淺，再放手，它會往下；放得較深再放手，它會往上，移向平衡位置。

先猜一猜。物體在水面穩定浮著時，向上的浮力和向下的重量，應該是誰比較大，還是一樣大呢？

答案是一樣大。穩定浮著時，兩個力互相平衡。下沉的物體也有浮力，只是浮力還不足以平衡重量。

現在比較同一份金屬。做成小實心團，全部浸入水裡，排開的水仍不夠重，浮力不足，就會下沉。

把它做成中間空、能擋水的船形，金屬本身沒有變輕，卻能在船緣進水前，排開更多水。

當排開的水，重到足以平衡船的總重量，船就能穩定浮著。船裡保持乾燥的空間，是關鍵的一部分。

船艙裡的空間讓水不能直接進來，幫忙保留排水體積。不是有一團空氣，在裡面主動把整艘船往上推。

形狀不是保證永遠不沉的魔法。還要看總重量、能排開多少水，以及船艙能不能繼續擋住水。

接著固定同一艘船，在同一種水裡，只增加金屬貨物。船和貨物加起來的總重量，就變大了。

如果仍能穩定浮著，船會沉得更深，排開更多水，讓向上的浮力再次平衡總重量。

再加重，船緣就越接近水面，能擋水的餘裕也變少。船形能保留的乾燥空間，是有限的。

再猜一次。是不是只要做成船形，就能一直加貨，永遠都不會讓水進到船裡呢？

不是。在這個模型裡，貨物過量後船緣進水，最後全部淹入水中。示意格數不能拿來當真實船舶的安全載重。

再換一個條件。這次船和金屬貨物都不變，只把淡水換成濃鹽水，看看船緣的位置。

同樣體積的濃鹽水，通常比淡水重。我們用密度這個詞，描述同樣大小的空間裡，有多少質量。

在較密的水裡，同一艘船只需要排開較少體積，就能得到平衡重量的浮力，因此會浮得高一點。

注意，穩定浮著後，浮力仍等於船和貨物的總重量。不能把浮得較高，解釋成浮力一直比重量大。

這裡用濃鹽水做示意，不是一般海水的固定數字。水的狀態和條件不同，實際結果也會改變。

最後，想想船艙進水。如果這個模型全部灌滿水，又沒有密閉空氣艙，原本保留的排水空間就變少了。

水能自由進出的空間，不再像乾燥船艙那樣排開水。金屬本身仍受浮力，但可能不足以平衡重量。

切換乾燥與全部進水的模型。金屬量沒有改變，卻因為能擋水的空間改變，出現不同結果。

真實船可能有不同的密閉船艙，部分進水時，也不一定立刻沉沒。這裡只比較一個沒有密閉艙、全部進水的模型。

回想一下。排開的水、船形、總重量和液體，都會影響浮沉。換你到研究台，讓兩個力和排水線索，幫忙說出原因吧！