배가 바다 위에 떠 있는 원리는 아르키메데스 원리입니다. 아르키메데스 원리는 "물체에 작용하는 부력은 그 물체가 밀어내는 물의 부피와 같다"는 원리입니다. 즉, 배의 무게는 물속에서는 물의 부피와 밀도에 따라 상승하는 부력과 균형을 이루게 됩니다. 배의 무게가 일정 부피의 물보다 크면 배는 가라앉고, 작으면 떠오르게 됩니다. 따라서 배는 물 위에 떠 있게 되는 것입니다. 이를 활용하여 배의 크기와 모양, 무게 등을 계산하여 부력과 무게가 균형을 이루도록 설계됩니다.
배가 물 위에 떠 있을 때, 배의 부피는 배의 무게와 같은 양의 물을 밀어내게 됩니다. 이 때, 물이 밀어낸 체적과 무게가 물체의 체적과 무게와 같다면, 물체는 물 위에 떠 있게 됩니다. 이를테면, 배의 철갑상자는 물 위에 떠 있는 배의 부피를 차지하고 있으며, 이 부피와 물체의 무게가 같다면 배는 물 위에 떠있게 됩니다.
