El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

 

E = m\;g = \rho_\text{f}\;g\;V\;

 

   

 

Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, Vel «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar.

      

El empuje (en condiciones normales y descrito de modo simplificado ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.Toda embarcación, desde la canoa al transatlántico, tiene un cierto peso; por lo mismo, lanzada al agua, una parte de la misma se sumerge hasta un punto determinado.

   

En un barco intervienen fundamentalmente dos fuerzas: su peso, cuyo punto de aplicación es el centro de gravedad G del barco, y el empuje que recibe, cuyo punto de aplicación es el centro de empuje C. Cuando el barco está en equilibrio, ambas fuerzas están en la misma recta de acción, tienen la misma intensidad y sentidos contrarios. Ahora bien, en los barcos es muy importante un punto llamado metacentro, M, que es la intersección de la vertical que pasa por el centro de empuje y el eje de simetría del barco que pasa por G.

   

    

El barco al ser impulsado por la ola, se desvía de su posición de equilibrio. En estas condiciones, si el centro de gravedad esta por debajo del metacentro, aunque esté por encima del centro de empuje, el equilibrio del barco será estable, pues cuando el eje del buque se desplaza de su posición vertical, aparece un par de rotación que tiende a llevar al barco a su posición estable.

   

Por el contrario, si el barco se inclina demasiado, el centro de gravedad queda por encima del metacentro, el equilibrio es inestable; el par de fuerzas que se origina haría volcar el barco. Si el metacentro y el centro de gravedad coinciden, el equilibrio es indiferente.