氣球火箭，發射！
"在真正的太空飛行中，火箭科學家設計了特殊燃料，以便提供充足的能量，將沉重的太空梭推離地球表面。你也可以運用相同的原理，推動氣球火箭橫越房間。"
撰文／哈爾蒙（Katherine Harmon）
翻譯／甘錫安
活動簡介
你會不會覺得奇怪，太空梭究竟是怎麼進入外太空的？顯然需要很大的能量，才能將這麼重的物體（發射時總重約為2000公噸），在短短幾分鐘內由靜止狀態加速到時速超過2萬7000公里，衝向太空。
在真正的太空飛行中，火箭科學家設計了特殊燃料，以便提供充足的能量，將沉重的太空梭推離地球表面。你也可以運用相同的原理（但不需使用危險的火箭燃料），推動氣球火箭橫越房間。
背景說明
撇開複雜的化學方程式不談，火箭發射的原理其實相當簡單，就是產生足夠的力推動物體前進。這種方法能發揮作用的部份原因，是燃燒燃料產生的力可集中在同一方向。如果能控制力的作用方向，就能產生推力。太空梭升空時，推力集中往下，反向推動太空梭朝上方飛去。
在這個實驗中，我們將以空氣取代火箭燃料，但原理同樣是朝某一方向作用的力可推動物體朝反方向移動。我們吹氣球時迫使空氣進入氣球，使氣球內的氣壓高於氣球外。只要一有機會，空氣分子就會往壓力較低的環境移動，這也就是充飽氣的氣球開口如果沒有綁緊，空氣會立刻噴出的原因。
萬一氣球爆破，氣球內的空氣朝四面八方逸出，力就會完全分散，不會有某個方向的力特別強。但如果讓空氣只通過一個小孔噴出，推力就足以讓輕飄飄的氣球朝反方向移動。
重要觀念
能量 推進與推力 壓力
摘自《美國國家科學教育標準》運動與力
實驗材料
氣球（最好是細長形，但圓形也可以）、長三公尺以上的線、塑膠吸管、膠帶、兩把椅子或兩個距離約三公尺的穩固門把（中間必須沒有障礙）、其他形狀和大小的氣球（非必要）、其他可當做引導線的細長物品（例如釣魚線、絲帶或細繩，非必要）、碼表或可顯示秒數的時鐘（非必要）
準備工作
1. 將線的一端綁在椅子、門把等穩固的物體上。
2. 將線穿過塑膠吸管。
3. 將線拉緊之後，另一端綁在距離三公尺以上的另一把椅子或門把上。兩端高度必須相等，沒有高低落差，同時把線的周圍清空。
實驗開始
1. 給氣球充氣（這個步驟就等於為火箭引擎裝填燃料），再用手指捏住吹氣口，不讓空氣漏出（但不要綁住吹氣口）。
2. 捏住氣球開口，同時用膠帶將氣球固定在塑膠吸管下方。
3. 將充飽的氣球和吸管一起拉到線的一端，讓充氣口朝向這一端，氣球前方朝向整條線。
4. 猜猜看，當你放手時，會發生什麼狀況？
5. 放開氣球，接著放開吹氣口。
6. 你放開氣球時，發生了什麼狀況？
7. 氣球朝哪個方向移動？移動了多遠？
8. 再試一次，但這次只充一半的氣。你認為氣球移動的速度和距離會有什麼變化？
9. 你還有什麼方法可以讓氣球移動得更快或更慢，或是改變它移動的距離？
10.再試試看：用其他大小和形狀的氣球，它們的表現如何？
11.再試試看：用其他細長物品當做引導線，例如絲帶、細繩或釣魚線等，氣球火箭的移動速度或距離有沒有改變？
觀察與結果
你的氣球火箭移動了多遠？
即使氣球裡充填的不是火箭燃料，它仍然能像太空梭一樣發射出去。事實上，由於氣球非常輕，因此只需要空氣就能提供足夠的推力。
當然，如果你將氣球充氣後再放開吹氣口，但不讓它沿著線移動，它會到處亂飛，也就是朝許多個方向快速移動，但任一方向移動的距離都不遠。讓氣球沿著線移動，可使氣球內空氣提供的力集中在單一方向，盡可能增加氣球朝同一方向移動的距離。
如果有其他大小或形狀的氣球（也可以試著改變充入的空氣量），哪個氣球移動得最快或最遠？你還可以架起兩條平行的線，來場氣球比賽！
還有哪些移動方式運用到推力？你看過氣墊船嗎？氣墊船的船尾有個很大的風扇，單靠空氣就能讓氣墊船前進。雖然風扇的運轉動力來源是燃料，但風扇和氣球火箭一樣產生的也是空氣推力。某些動物也是運用推進原理來行動，舉例來說，烏賊、章魚和水母都能將水儲存在極富彈性的身體中，並讓水通過小孔噴出，推動牠們在水中行進，甚至可以離開水面。人類也研究過這類自然推進方式，並從中取得設計交通工具和科技的靈感。科學家也能運用這個簡單的原理，再結合化學反應的相關知識，產生更強大的推力，就像火箭那樣。
清理工作
如果打算重複使用氣球，請拆下黏在氣球上的吸管，但要小心膠帶黏過的地方比較容易破。將線拆下，以後還可以用。
