Suda batan maddeler, birçok farklı faktöre bağlı olmakla birlikte, temel prensip olarak yoğunlukları suyun yoğunluğundan fazla olan maddelerdir. Yoğunluğun yanı sıra, maddenin şekli ve yapısı da su içerisindeki hareketlerini belirlemektedir. Örneğin, çoğu deniz taşıtları, yapıldıkları maddenin yoğunluğu sudan fazla olmasına rağmen, özel tasarımları sayesinde su üzerinde batmadan kalabilmektedir.

Suda batan maddeler için yoğunluk karşılaştırması yapmaktansa, suyun içerisinde cisme etki eden kuvvetleri incelemekte fayda vardır. Su içerisine bırakılan bir cisme etki eden oldukça temel bir fiziksel kuvvet bulunmaktadır: Suyun Kaldırma Kuvveti. Bu kuvvet, adını kaşifinden alarak Arşimet Prensibi olarak da anılır. Söz konusu kaldırma kuvveti yalnızca su için değil, tüm sıvılar için geçerlidir. Ancak hem Arşimet'in ilk olarak su üzerinde yaptığı çalışmalar neticesinde bulunması hem de günlük hayatımızda en çok karşılaştığımız sıvının su olması sebebiyle Suyun Kaldırma Kuvveti olarak hafızalara yerleşmiştir.

Suda batan veya yüzen maddelere etki eden bu kuvvet haricinde, çok daha temel ve tüm hayatımız boyunca bizim de tecrübe ettiğimiz bir başka kuvvet etki etmektedir: Yerçekimi Kuvveti. İngilizce'den dilimize bir alternatif kullanım şekli olan gravitasyon olarak geçmiştir. Bu fenomen, bir kuvvetten ziyade bir alanı ifade eder. Dünya üzerinde nereye gidilirse gidilsin her daim etkisi hissedilir.

Suya bırakılan bir cisme aşağıya doğru dik bir şekilde yerçekimi kuvveti etki eder. Suyun kaldırma kuvveti ise bunun tam aksi yönündedir.

Yerçekimi kuvveti, cismin kütlesi ve yerçekimi ivmesi ile doğru orantılı olup, genellikle "G" harfi ile gösterilir. Matematiksel olarak ise:

G = m * g

şeklinde ifade edilir. Burada "m" kütle, "g" ise yerçekimi ivmesi olup, değeri yaklaşık olarak 9,8 m/s²'dir.

Suyun kaldırma kuvveti ise cismin batan kısmının hacmi, suyun yoğunluğu ve yerçekimi ivmesi ile doğru orantılı olup, genellikle "F" harfi ile verilir. Matematiksel olarak da:

F = V * d * g

biçiminde ifade edilir. Bu eşitlikte "V" batan hacim, "d" sıvı yoğunluğudur.

Suda batan maddeler için bu olayın sebebi mantıksal bir çıkarımla oldukça kolay anlaşılabilir. Açıktır ki, suda batan maddeye etki eden kuvvetlerden yerçekimi kuvveti, suyun kaldırma kuvvetinden daha büyüktür (G > F). Dikkat edilmesi gereken nokta, suyun kaldırma kuvvetinin, suda batan maddenin batan hacmiyle doğru orantılı olmasıdır. Yani, cisim suya battıkça ona etki eden kaldırma kuvveti daha da büyük olmaktadır. Bu durum cismin batışını yavaşlatır veya belirli bir seviyede durdurabilir. Hatta cisim su içerisinde herhangi bir bölgede dengede dahi kalabilir (F = G).

Suda batma ve yüzme olayları, gemi ve denizaltı gibi taşıtların tasarımında büyük önem taşır. Bu taşıtların tasarımında, suyun kaldırma kuvveti ve yerçekimi kuvveti dengesi gözetilerek optimum yüzdürme sağlanır. Ayrıca, suyun kaldırma kuvveti prensipleri, hidrolik mühendislikte, su altı inşaatlarında ve çeşitli bilimsel araştırmalarda da uygulama alanı bulur.