Принцип подъема воздушных шаров основан на законах физики, в частности на принципе Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (или газа). Подъемная сила, которая заставляет воздушный шар взлетать, возникает тогда, когда вес шара меньше веса вытесненного им воздуха.
Гелий – это газ, который легче воздуха. Когда воздушный шар наполняется гелием, общий вес шара с газом становится меньше веса атмосферного воздуха, который он вытесняет. Это разница в плотности между гелием внутри шара и воздухом снаружи создает выталкивающую силу, которая поднимает шар вверх.
Аналогично, когда воздушный шар наполняется горячим воздухом, он поднимается вверх, потому что горячий воздух внутри шара легче холодного воздуха снаружи. Нагревание воздуха снижает его плотность, так как теплые молекулы воздуха расширяются и занимают больше места, что делает воздушный шар более легким по сравнению с окружающим холодным воздухом. И опять же, разница в плотности обеспечивает подъемную силу.
Таким образом, в обоих случаях – будь то шар, наполненный гелием или горячим воздухом, – это дифференциация в плотности между внутренним содержимым шара и внешней средой приводит к созданию подъемной силы, которая противодействует гравитации и позволяет воздушному шару взлететь. Это явление делает возможным использование воздушных шаров для путешествий, развлечений и научных исследований.
