Dacă cineva aruncă o rangă în ocean, aceasta se scufundă, dar o navă, care are o greutate de multe ori mai mare decât o rangă, reușește să plutească în apă. Acest fenomen interesant cunoscut sub numele de flotabilitate este motivul pentru care bărcile plutesc. Proprietățile flotabilității au fost descrise pentru prima dată de matematicianul grec Arhimede, în ceea ce numim acum Principiul lui Arhimede. Acest principiu prevede că orice obiect, cufundat total sau parțial într-un fluid, este susținut de o forță egală cu greutatea fluidului deplasat de obiect.
Se spune că Arhimede a descoperit principiul în cadă, ceea ce are sens, deoarece o cadă este un loc grozav pentru a cerceta flotabilitatea și deplasarea. El a descoperit că atunci când un obiect (cum ar fi un om de știință) este plasat într-un fluid, nivelul fluidului crește, deoarece obiectul a deplasat o parte din lichid. Arhimede și-a dat seama că orice obiect plasat în apă își va deplasa propria greutate sau volum în apă, care este primul. Acesta se numește raportul greutate-suprafață.
El a realizat că diferite materiale care au densități diferite, dar volum egal vor avea o flotabilitate diferită. O minge de bowling se va scufunda, in timp ce un balon plin cu aer va pluti, desi ocupa acelasi volum in spatiu. Acest lucru se datorează densității mai mari a mingii de bowling. Spre deosebire de balon, o minge de bowling cântărește mai mult decât greutatea apei pe care o deplasează, astfel încât mingea are un raport scăzut suprafață-greutate. O barcă este în esență o carcasă goală umplută cu aer, ceea ce înseamnă că are un raport mare suprafață-greutate. Prin urmare, barca va fi încă mult deasupra suprafeței atunci când și-a deplasat greutatea echivalentă în apă.
Bărcile plutesc datorită designului lor. Atunci când o ambarcațiune este foarte încărcată, se va așeza mai jos în apă, deoarece raportul suprafață-greutate este diferit de când barca este ușoară. O barcă va rămâne plutitoare și stabilă cu condiția să nu fie supraîncărcată.
Odată ce cineva știe cum plutesc bărcile, el sau ea își poate imagina cum plutesc alte obiecte. De la bucăți de lemn la rațe, raportul greutate-suprafață al unui obiect dictează flotabilitatea acestuia. Acest lucru explică și de ce bărcile se scufundă: dacă se sparge coca unei bărci, aceasta începe să ia apă, ceea ce o face mai densă, determinând-o să deplaseze mai multă apă. Dacă barca preia suficientă apă, va deveni prea grea pentru a rămâne plutitoare.