Воздушный шар летит вверх не против действия силы тяжести, а благодаря выталкивающей силе (силе Архимеда), которая возникает из-за того, что заполняющий шар газ легче воздуха и имеет меньшую плотность. 1

В начале полёта шар наполнен газом настолько, что выталкивающая сила превосходит силу тяжести: вес вытесняемого воздуха больше веса шара и заполняющего его газа, и шар летит вверх. 2

По мере поднятия шара вверх плотность воздуха уменьшается, и выталкивающая сила становится меньше. 4 После того как архимедова сила достигает значения, равного силе тяжести, подъём аэростата прекращается. 4