Kui keegi viskab raudkangi ookeani, siis see upub, aga laev, mille kaal on mitu korda suurem kui raudkang, jõuab vees hõljuda. See huvitav nähtus, mida tuntakse ujuvusena, on põhjus, miks paadid ujuvad. Ujuvuse omadusi kirjeldas esmakordselt Kreeka matemaatik Archimedes, mida me praegu nimetame Archimedese põhimõtteks. See põhimõte ütleb, et mis tahes objekti, mis on täielikult või osaliselt vedelikku sukeldatud, tõstetakse üles jõuga, mis on võrdne objekti poolt väljatõrjutud vedeliku massiga.
Archimedes olevat avastanud vannis selle põhimõtte, mis on loogiline, sest vann on suurepärane koht ujuvuse ja nihke uurimiseks. Ta avastas, et kui objekt (näiteks teadlane) asetatakse vedelikku, tõuseb vedeliku tase, kuna objekt on osa vedelikust välja tõrjunud. Archimedes mõistis, et iga vette asetatud objekt tõrjub vees välja oma kaalu või mahu, olenevalt sellest, kumb saabub varem. Seda nimetatakse kaalu ja pinna suhteks.
Ta mõistis, et erinevatel materjalidel, millel on erinev tihedus, kuid sama maht, on erinev ujuvus. Keeglipall vajub põhja, õhuga täidetud õhupall aga hõljub, kuigi neil on ruumis sama maht. Selle põhjuseks on keeglipalli suurem tihedus. Erinevalt õhupallist kaalub keeglipall rohkem kui vee kaal, mida see välja tõrjub, seega on pallil madal pindala ja kaalu suhe. Paat on sisuliselt õhuga täidetud õõnes kest, mis tähendab, et sellel on suur pindala ja kaalu suhe. Seetõttu on paat ikka veel kõvasti veepinnast kõrgemal, kui see on oma ekvivalentkaalu vette nihutanud.
Paadid ujuvad oma disaini tõttu. Kui paat on tugevalt koormatud, settib see vees madalamale, kuna selle pindala ja kaalu suhe on teistsugune kui siis, kui paat on kerge. Paat jääb ujuvaks ja stabiilseks tingimusel, et see ei ole ülekoormatud.
Kui keegi teab, kuidas paadid hõljuvad, võib ta ette kujutada, kuidas teised objektid ujuvad. Puidutükkidest pardideni määrab objekti kaalu ja pinna suhe selle ujuvuse. See selgitab ka, miks paadid upuvad: kui paadi kere puruneb, hakkab see vett võtma, mis muudab selle tihedamaks, põhjustades suurema vee väljatõrjumise. Kui paat võtab piisavalt vett, muutub see ujuva püsimiseks liiga raskeks.