Jos joku heittää varren valtamereen, se uppoaa, mutta alus, jonka paino on monta kertaa laudan painoinen, onnistuu kellumaan vedessä. Tämä mielenkiintoinen ilmiö, joka tunnetaan nimellä kelluvuus, on syy siihen, että veneet kelluvat. Kelluvuuden ominaisuuksia kuvasi ensimmäisenä kreikkalainen matemaatikko Archimedes, jota me nyt kutsumme Archimedesin periaatteeksi. Tämän periaatteen mukaan mikä tahansa esine, joka on kokonaan tai osittain upotettu nesteeseen, nousee voimalla, joka on yhtä suuri kuin esineen syrjäyttämän nesteen paino.
Archimedesin sanotaan löytäneen periaatteen kylpyammeesta, mikä on järkevää, koska kylpyamme on loistava paikka tutkia kelluvuutta ja siirtymää. Hän huomasi, että kun esine (kuten tiedemies) asetetaan nesteeseen, nesteen taso nousee, koska esine on syrjäyttänyt osan nesteestä. Archimedes tajusi, että mikä tahansa veteen asetettu esine syrjäyttää oman painonsa tai tilavuutensa vedessä, mikä tulee aina ensin. Tätä kutsutaan painon ja pinta-alan suhteeksi.
Hän huomasi, että erilaisilla materiaaleilla, joilla on erilaiset tiheydet, mutta yhtä suuri tilavuus, on erilainen kelluvuus. Keilapallo uppoaa ja ilma täytetty ilmapallo kelluu, vaikka niiden tilavuus on sama. Tämä johtuu keilapallon suuremmasta tiheydestä. Toisin kuin ilmapallo, keilapallo painaa enemmän kuin sen siirtämän veden paino, joten pallon pinta-ala-painosuhde on pieni. Vene on pohjimmiltaan ontto kuori, joka on täynnä ilmaa, mikä tarkoittaa, että sillä on suuri pinta-alan ja painon suhde. Siksi vene on edelleen selvästi pinnan yläpuolella, kun se on siirtänyt vastaavan painonsa veteen.
Veneet kelluvat suunnittelunsa vuoksi. Kun vene on raskaasti kuormitettu, se laskeutuu veteen alemmas, koska sen pinta-ala-painosuhde on erilainen kuin veneen ollessa kevyt. Vene pysyy kelluvana ja vakaana, jos sitä ei ylikuormiteta.
Kun joku tietää, kuinka veneet kelluvat, hän voi kuvitella, miten muut esineet kelluvat. Puunpalasista ankkoihin esineen painon ja pinta-alan suhde määrää sen kelluvuuden. Tämä selittää myös sen, miksi veneet uppoavat: jos veneen runko rikkoutuu, se alkaa ottaa vettä, mikä tekee siitä tiheämmän ja saa syrjäyttämään enemmän vettä. Jos vene ottaa tarpeeksi vettä, siitä tulee liian raskasta pysyäkseen kelluvana.