Откуда берётся подъёмная сила
Шар с гелием всплывает в воздухе по тому же закону Архимеда, что и пузырёк в воде. Выталкивающая сила равна весу вытесненного воздуха. Если гелий и оболочка весят меньше этого воздуха — шар летит вверх.
Fпод = (ρвозд − ρгелий) · g · V
Плотность воздуха ≈ 1,29 кг/м³, гелия ≈ 0,18 кг/м³. Разница ≈ 1,1 кг/м³ — столько массы поднимает каждый кубометр гелия (минус вес плёнки шарика).
Считаем для одного шарика
Объём праздничного шарика ≈ 0,011 м³. Подъёмная сила: 1,1 · 0,011 ≈ 0,012 кг = 12 граммов. Из них ещё надо вычесть массу латекса (≈ 3 г) — остаётся ~9–12 г полезной подъёмной силы на шарик.
Считаем для человека
Человек 70 кг. Нужно поднять 70 000 г:
N = 70 000 г / 12 г ≈ 5800 шариков
С учётом веса оболочек и желания не просто висеть, а взлететь — округляют до ~6000 шаров. В пересчёте на гелий это около 65–70 м³.
Реальные примеры
В 1982 году Ларри Уолтерс поднялся в кресле на ~45 крупных метеозондах. А «дом из шариков» в реальности потребовал бы сотни тысяч праздничных шариков — мультфильм здесь сильно приукрашивает. Физика же проста: всё упирается в объём гелия.
