Jawaban:

Balon akan naik jika diikat di tanah karena massa jenis gas panas dalam balon lebih rendah daripada massa jenis udara di sekitarnya.

Massa jenis (atau densitas) suatu zat adalah massa per unit volume. Dalam hal ini, gas panas dalam balon memiliki massa jenis 0,8 kg/m³, sedangkan udara di sekitarnya memiliki massa jenis 1,3 kg/m³. Karena massa jenis gas panas lebih rendah, gas panas dalam balon akan menghasilkan gaya angkat yang cukup besar untuk mengatasi gaya gravitasi yang bekerja pada balon.

Prinsip dasar di balik fenomena ini adalah Prinsip Archimedes, yang menyatakan bahwa benda yang dicelupkan dalam zat cair akan mengalami gaya angkat ke atas sebesar berat volume zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. Dalam hal balon udara panas, gas panas yang terkandung di dalam balon bertindakan sebagai zat cair yang lebih ringan daripada udara di sekitarnya, sehingga menghasilkan gaya angkat ke atas yang mampu mengangkat balon dari tanah.

Sebagai contoh, jika massa balon dan gas panas yang terkandung di dalamnya adalah 400 kg (massa balon) + 1200 m³ x 0,8 kg/m³ (massa gas panas) = 1360 kg, sedangkan volume balon itu sendiri adalah 1200 m³, maka gaya angkat yang dihasilkan oleh gas panas dalam balon akan mengatasi gaya gravitasi pada massa total balon tersebut. Sehingga balon akan naik jika diikat di tanah