Perché la barca proceda in modo rettilineo senza correzioni sulla sua andatura dovrà essere neutra, cioè con entrambi i centri geometrici sullo stesso asse perpendicolare al piano di navigazione.

Dato che le imbarcazioni sono sempre volutamente Orziere o Poggere, per questioni di progetto, è ovvio che il timone dovrà costantemente correggere la tendenza, diventando importante una sua bassa resistenza all'avanzamento anche in fase di lavoro e rendendo necessaria la mano di un timoniere sensibile, che capisca dove finiscono orza o poggia naturali della barca senza costringere questa a zigzagare improduttivamente.

Velocità critica

Un equilibrio che influisce sulla navigazione è quello che si ha fra la forza di trazione della vela e la resistenza che lo scafo ha nel suo avanzamento. Finché la forza di propulsione è maggiore della resistenza dell'acqua sullo scafo la velocità della barca dovrebbe aumentare, fino a divenire costante all'eguaglianza delle forze in gioco.

Questo sarebbe vero se il fluido su cui navighiamo non avesse densità. Dato che invece ci troviamo in acqua e non nello spazio siderale in assenza di peso e di pressione, dobbiamo tenere conto del fatto che oltre una certa velocità detta Critica, qualunque incremento di propulsione non corrisponde ad incremento di velocità.

Se abbiamo presente il concetto di laminarità che abbiamo definito per il moto delle particelle di un fluido, applicandolo alla sagoma di scafo impressa nell'acqua (vista dall'alto), dovremo considerare laminare il moto dei filetti di acqua che scorrono da prua a poppa senza distaccarsi dallo scafo. Nel momento in cui l'aumento della velocità fosse tale da giungere al punto di distaccarli, si formerebbero vortici che non permetterebbero ai filetti di ricongiungersi a poppa, così da creare una mancanza di acqua in prossimità di essa. Questo affossamento del livello sulla parte posteriore dell'imbarcazione richiamerebbe verso di se l'imbarcazione, in quanto questa si troverebbe con una depressione a poppa e volendo semplificare al massimo il concetto si potrebbe dire che la barca navighi in salita. 

Poi bisogna considerare l'energia spesa nella formazione delle onde trasversali che si originano sulla prua che solca l'acqua.

La velocità critica si raggiunge quando l'onda del solco di prua raggiunge la lunghezza del galleggiamento.

In questo momento il cavo d'onda è al centro dello scafo (ricordiamo che un onda va da una cresta all'altra), e si genera un affossamento della barca che non può galleggiare sul cavo a causa di mancanza di spinta di archimede.

Quanto detto vale fino a che la barca naviga in Dislocamento, cioè abbia lo scafo immerso per buona parte nell'acqua. Se viceversa si navigasse in Planata, cioè semplicemente sfiorando il pelo dell'acqua, la velocità della barca potrebbe raggiungere velocità infinite, solo proporzionali alla resistenza della penetrazione all'aria, e della potenza delle vele. ( come sulla trazione terrestre). Questo perché non esisterebbe un solco, cioè non verrebbe spostata acqua.

Avete mai fatto caso che se un motoscafo passa in planata non solleva onda, invece nel momento in cui solleva l'acceleratore e sprofonda per fermarsi solleva una massa incredibile di acqua, se plana scivola, se diventa dislocante deve spostare il famoso peso di acqua pari al suo dislocamento.

Su andature portanti, cioè a favore di vento, con venti forti e molta tela a riva, (cioè con molta velatura esposta), anche una barca a vela moderna può planare, raggiungendo velocità che sull'acqua sono spaventose.

Ad esempio con un vento di 38 nodi, (circa 65 kmh) con un sloop di 7.40 metri e di 1200 kg circa, in poppa piena abbiamo raggiunto e mantenuto una velocità intorno ai 11-12 nodi, la barca vibrava e il sartiame suonava come le corde di un violino, ma data la forza del vento lo spinnaker era riuscito portare lo scafo in planata e a mantenerla. Bisogna però dire che senza il timoniere giusto avremmo corso dei grossi rischi, infatti se una barca dovesse scuffiare o ingavonarasi a quelle velocità, manderebbe in pezzi albero e quant'altro.

Il triangolo delle forze

Ora immaginiamo che la forza della portanza sia identificata, in intensità e in direzione da una freccia che chiamiamo vettore. Consideriamo poi il profilo alare come l'effettivo profilo della nostra vela e poniamo questa su di una ipotetica barca disponendo il tutto in modo che il moto dell'aria sia laminare.

Data la direzione del vettore, ( cioè della forza F ) ,è chiaro che in questo caso il movimento dell'imbarcazione sarebbe di traslazione nella direzione della freccia, cioè avremmo sia un avanzamento nella direzione di prua che uno spostamento simultaneo nella direzione di sinistra, che definiamo scarroccio.

Se scomponiamo il vettore F sulla direzione di avanzamento e di moto trasversale avremo due vettori , che individueranno le forze in gioco nelle due direzioni. Una sarà la Forza di, l'altra la Forza di Scarroccio (Fs). Lo scarroccio è il movimento di traslazione laterale dovuto al vento. Da non confondere con quello eventualmente dovuto alla corrente che invece si definisce Deriva.

Risultachiaro che lo scarroccio è un effetto indesiderato, dato che il nostro intento sarebbe solo quello di avanzare.

La coppia

La coppia (momento) di una forza è una grandezza fisica che individua la causa della rotazione di un braccio, imperniato in un punto, per una forza applicata al suo estremo.

Ad esempio, il movimento dei pedali della bicicletta è dovuto alla forza del piede sul braccio della pedivella vincolata al centro del telaio, attorno al quale ruota il piede che spinge.

Il piede sta generando una coppia sul perno delle pedivelle su cui è montata la corona, che trasmetterà poi il moto al pignone della ruota. Se i pedali spingessero con due forze uguali in senso opposto, si avrebbe il controbilanciamento della coppia ( in questo caso la pedalata ), con l'immediato arresto della rotazione.

Quello che accade se stiamo in piedi a gambe tese sui pedali della bicicletta.

Il concetto che a noi interessa è che una coppia, se non controbilanciata, genera una rotazione intorno ad un punto.

Visto il concetto di coppia è chiaro che avendo esaminato la barca con il triangolo delle forze, oltre che allo scarroccio, la forza laterale sulla vela produrrà anche una coppia il cui braccio è l'albero della barca, che tenderà a ribaltare l'imbarcazione su di un fianco. La rotazione avverrebbe intorno ad un punto che si trova circa al centro dello scafo.

Come eliminare lo scarroccio

Per eliminare lo scarroccio siamo costretti, purtroppo, a perdere molta della potenza espressa dalle nostre vele in attrito nell'acqua.

Infatti l'unico modo che abbiamo per non spostarci lateralmente, è quello di offrire, nella direzione dello scarroccio, la maggior superficie possibile di scafo immerso, in modo da rendere estremamente gravoso il suo incedere in quella direzione. Si creano delle sporgenze, dette derive, che offrono resistenza al moto trasversale della barca.

Questo vuol dire comunque e sempre perdere energia preziosa.Scafi che rendono moltissimo in questa azione, si comportano come le lame dei pattini sul ghiaccio, che non riescono a scivolare lateralmente ma sfuggono nel senso della loro lunghezza con qualunque ed impercettibile piccola forza che lo permetta. Le barche da regata nei loro scafi, sono progettate quasi esclusivamente a questo scopo.

Per ottenere l'esito voluto, le chiglie delle barche vengono concepite nei modi seguenti: