GolevkaBao|奇怪冷知识：你知道手握多少个气球，才能让我们直接飞起来？( 二 )
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其中应注意的是 ， 推动砖块左右两侧的力是处于同一高度 。 这就意味着水平方向上的合力将为零——两者抵消 。 但由于砖的底部处于较低的高度 ， 所以向上推的作用力（从底部）将会大于向下推的作用力——即使只有一点点 。 如果砖块的高度为h ， 那么来自空气在垂直方向的总力为：
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请注意 ， 在这里跳过了一些代数步骤 ， 但这并不难看出是如何解决的 。 如果我们用砖的高度（h）乘以底部的面积（A） ， 将会得到砖的体积（V） 。 然后 ， 再用砖的体积乘以空气的密度（ρ） ， 就可以得到一个质量——与砖的体积相同的空气质量 。 当你把这个质量和重力加速度(g)相乘时 ， 我们就会得到被砖块置换的空气重量 。
嗯没错 ， 这就是著名的阿基米德原理：当一个物体在水中时 ， 物体上有一个向上的浮力 。 这个浮力的值等于排开水的重量 。 同样 ， 它也适用于被置换的空气 。 是的 ， 砖头上有一个向上的空气浮力 。 只不过砖头不会像气球一样漂浮 ， 因为砖头上还有一个向下的重力——这个向下的重力要远比向上的浮力大得多 。
那么 ， 我们开始进入正题 。 如果你把矩形的砖块换成球形的气球也是同理 。 浮力仍然只是取决于空气的密度和物体的体积 。 那么 ， 氦气球为什么能浮起来呢？氦气唯一特殊的地方就是它的密度比空气低得多（氦气的密度为0.179千克/立方米 ， 空气的密度为1.2千克/立方米） 。 这意味着 ， 向下拉气球的重力小于向上的浮力 ， 气球就会漂浮起来 。 要清楚一点是 ， 一个装满水的气球和一个同样大小的氦气球的浮力是一样的 。 只是装满水气球的重量很大 。 
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问题二：到底需要多少个气球 ， 才能使一个人漂浮起来？
这里并不是指我们应该亲身去做试验 ， 用一堆气球将自己漂浮到空中 。 我们只是假设估算一下一个人漂浮所需的气球数量 。 与上文同理 ， 要计算出与人体重相等的空气体积 ， 然后计算出你需要的氦气的体积 ， 这并不太难 。 但是这忽略了一些非常重要的东西——气球中的橡胶 。 是的 ， 虽然它的质量很小 ， 但当它达到一定数量后就并非可忽略不计了 。 假设我们有一个由任意厚度的橡胶制成的普通球形气球 。 也许它看起来像下图这样 。 
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这个气球的半径为R ， 橡胶厚度为t ， 里面充满了氦气 。 下一步 ， 则需要求出氦气和橡胶的质量（也就是重量） 。 在公式中 ， 氦气的密度为ρh ， 橡胶的密度为ρr 。 氦气的重量取决于气球的体积 。 因为它可近似是一个球体 ， 所以氦气的重量将是：
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在这里所使用的球体体积公式 ， 只是进行了理想化的近似计算 。 现在让我们来看看橡胶的重量计算 。 首先我们需要气球外面这个薄壳的体积 。 如果橡胶的厚度与气球的半径相比较小（这是近似的） ， 那么我们可以计算橡胶的体积作为球体的表面积乘以厚度 。 这样就得到了橡胶的重量为：
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橡胶的重量中有一个参数t（气球中橡胶厚度） 。 简而言之 ， 我们不能把气球做得越薄越好 。 我们假设一个限定条件：我们将t值视为一个恒定值 。 这就意味着 ， 橡胶的重量与气球半径的平方成正比 ， 而氦气的重量与半径的立方成正比 。 氦气的密度比橡胶低得多 ， 所以需要一个较大的氦气和橡胶的比例值（氦橡胶比） ， 这意味着气球越大越好 。
如果从派对中常用的气球来看 ， 它有着一个相当小的半径（比方说10厘米） ， 这样就会浪费很多质量在橡胶上 。 然而 ， 如果使用一个更大的气球 ， 就像在布莱恩（Blaine）的升天特技表演一样 ， 你会得到一个更好的氦橡胶比 。
OK ， 准备工作基本完成了 ， 现在我们来做一个粗略的估计 。 真实情况可能更加复杂 ， 在此只是为了更直观的表达 。 首先 ， 我们从橡胶密度1000公斤/立方米开始 ， 这与水的密度基本相同（足够接近橡胶） 。 对于气球的半径 ， 笔者将使用0.75米和0.2毫米的厚度 。 这就意味着 ， 一个气球的净升力将是：
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这可能从数值上听起来有点夸张 ， 但事实并非如此 。 它等于排开的空气的重量减去氦气和橡胶的重量 。 现在 ， 为了求出气球的数量 ， 我们只需要把人的重量（这里使用了用大卫·布莱恩的体重 ， 再加上质量为100公斤的随身设备）除以一个气球的提升力 。 下面这是使用python脚本运行的计算结果（如有兴趣 ， 可自行在提供的VPython中改变数值） 。
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