Los globos aerostáticos funcionan gracias a la diferencia de densidad del aire dentro en el globo con respecto al aire exterior. Dentro del globo generalmente hay helio o aire caliente, los cuales son menos densos que el aire exterior.
Según el Principio de Arquímedes, el aire caliente, al ser menos denso, pesará menos que el aire exterior y por lo tanto recibirá una fuerza de empuje hacia arriba que hará ascender al globo.
La altura a la que llegan los globos aerostáticos depende de la densidad del aire dentro del globo, dado que una vez que ésta se nivele con la densidad exterior, el globo dejará de elevarse. Para descender, la densidad del aire en el globo debe ser mayor que la del aire exterior. Este manejo de las densidades es la tarea del piloto del globo.
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