ヘリウム風船はなぜ空に浮くの？

コハク手をはなすと、すうっと上っていくヘリウム風船。何が持ち上げているのでしょう？

30秒でわかる答え

答えは、まわりの空気にありますのよ。30秒でお伝えしますね。

ヘリウム風船が浮くのは、ゴムの重さまで含めた風船全体が、同じ大きさの空気より軽いからです。空気は下ほど強く押すので、風船には押しのけた空気の重さと同じだけの上向きの力（浮力）がはたらきます。この力が風船の重さより大きいので、手をはなすと上がっていきます。

空気にも重さがある

目には見えませんが、空気にも重さがあります。同じ大きさあたりの重さのことを「密度」といいます。石は発泡スチロールより密度が大きいので、まぜると石が下にしずみます。空気の中でも同じで、ヘリウムは空気より密度が小さい気体です。

空気の押す力（気圧）は、地面に近いほど強くなります。そのため、風船は上側より下側を少し強く押され、全体として上向きの力を受けます。これを「浮力」といいます。浮力は、風船が押しのけた空気の重さと同じ大きさだと考えられています（アルキメデスの原理）。

カリフォルニア大学サンタバーバラ校の解説では、1気圧、約27℃のとき、1リットルの空気は約1.18g、ヘリウムは約0.164gと計算されています。1リットルのヘリウム風船なら、その差の約1.02gまでのものを持ち上げられますが、この中には風船のゴムの重さも入ります。

図：1リットルの空気とヘリウムの重さくらべ

数字はカリフォルニア大学サンタバーバラ校の解説による計算値です。

コハク1リットルで、たった1gほどの差なのですね。ゴムの重さまで入っているとは驚きですわ。

つまり、浮くかどうかはヘリウムだけでなく、ゴムなどを含めた風船全体で決まります。ふつうの空気でふくらませた風船は、ゴムの分だけ押しのけた空気より重くなるので、ゆかに落ちます。ヘリウム風船の糸がぴんと張るのは、浮力が風船の重さより大きく、上向きの力が残っているしるしです。

コハクゴムまで含めた風船全体が、押しのけた空気より軽いとき、浮力が勝って浮かぶのですわ。

ヘリウム風船が浮くのはなぜ？

答えを見る

風船全体が空気より軽いから ゴムまで含めた風船全体が同じ大きさの空気より軽いので、押しのけた空気の重さと同じ上向きの力（浮力）で上がります。

Helium-filled balloon (36.39)UC Santa Barbara, Physics Lecture Demonstrations（英語）
Floating in Air?University of Illinois Urbana-Champaign, Physics Van（英語）
Balloons (How Things Work lecture notes, 4.1)University of Maryland, Department of Physics（英語）

内容は 2026-10-03 時点で上の資料を確認して書いています。研究が進んで説明が変わることもあります。写真のクレジットは各写真の下にあります。