Почему шарик наполненный гелием поднимается вверх, а шарик наполненый воздухом падает вниз?

Потому что гелий легче воздуха

Т.к. относительная атомная масса гелия намного легче чем масса воздуха. Воздух состоит из разных смесей разных газов