Los barcos flotan debido a un principio físico conocido como el principio de Arquímedes, el cual, junto a otros, explica por qué flotan los barcos:
–El principio de Arquímedes: todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. El volumen de agua que se desplaza es igual al volumen del cuerpo que se sumerge en ella.
–Ley de flotación: los materiales cuya densidad es inferior a la del líquido en el que están sumergidos flotarán sobre ese líquido. Para que el barco flote, la fuerza de empuje hacia arriba debe ser igual o mayor que el peso del barco. Si el barco es capaz de desplazar una cantidad de agua cuyo peso es igual al peso del barco, entonces flota. Esto es posible gracias a la forma del casco del barco y a los materiales con los que está construido, que están diseñados para maximizar el desplazamiento de agua y minimizar el peso.
–Densidad: Es la relación entre el peso o masa de una sustancia o cuerpo y el volumen que ocupa. Los barcos están diseñados para tener una densidad promedio menor que la del agua. Esto significa que, aunque partes del barco (como el motor y otros componentes) puedan ser más densas que el agua, el barco en su conjunto, gracias a los espacios de aire y los materiales utilizados, mantiene una densidad total menor. Esto asegura que el empuje sea suficiente para sostener el barco sobre el agua.
-Distribución del peso: Los barcos están diseñados para distribuir su peso de manera uniforme a lo largo del casco. Esta distribución equilibrada del peso ayuda a maximizar el volumen de agua desplazada y asegura que el empuje sea distribuido de manera uniforme a lo largo del barco, lo que contribuye a su flotabilidad y estabilidad.
En base a estos principios, un barco flota porque tiene un volumen cuyo empuje hacia arriba al sumergirse es superior al peso que lo empuja hacia el fondo y la densidad total del barco (su masa dividido por su volumen) es inferior a la del agua.
Que una enorme mole de acero tenga menor densidad que el agua y flote se consigue gracias al diseño de su casco lleno de aire. Una barra de hierro de un determinado volumen se hunde en el agua; si el mismo volumen de hierro se construye en forma de esfera hueca (llena de aire) flotará.
