你会不会觉得奇怪，航天飞机究竟是怎么进入外层空间的？显然需要很大的能量，才能将这么重的物体（发射时总重约为2000公吨），在短短几分钟内由静止状态加速到时速超过2万7000公里，冲向太空。

在真正的太空飞行中，火箭科学家设计了特殊燃料，以便提供充足的能量，将沉重的航天飞机推离地球表面。你也可以运用相同的原理（但不需使用危险的火箭燃料），推动气球火箭横越房间。

重要概念

能量

推进与推力

压力

背景说明

撇开复杂的化学方程式不谈，火箭发射的原理其实相当简单，就是产生足够的力推动物体前进。这种方法能发挥作用的部份原因，是燃烧燃料产生的力可集中在同一方向。如果能控制力的作用方向，就能产生推力。航天飞机升空时，推力集中往下，反向推动航天飞机朝上方飞去。

在这个实验中，我们将以空气取代火箭燃料，但原理同样是朝某一方向作用的力可推动物体朝反方向移动。我们吹气球时迫使空气进入气球，使气球内的气压高于气球外。只要一有机会，空气分子就会往压力较低的环境移动，这也就是充饱气的气球开口如果没有绑紧，空气会立刻喷出的原因。

万一气球爆破，气球内的空气朝四面八方逸出，力就会完全分散，不会有某个方向的力特别强。但如果让空气只通过一个小孔喷出，推力就足以让轻飘飘的气球朝反方向移动。

实验材料

·气球（最好是细长形，但圆形也可以）

·长三公尺以上的线

·塑料吸管

·胶带

·两把椅子或两个距离约三公尺的稳固门把（中间必须没有障碍）

·其他形状和大小的气球（非必要）

·其他可当做引导线的细长物品（例如钓鱼线、丝带或细绳，非必要）

·秒表或可显示秒数的时钟（非必要）

准备工作

1. 将线的一端绑在椅子、门把等稳固的物体上。

2. 将线穿过塑料吸管。

3. 将线拉紧之后，另一端绑在距离三公尺以上的另一把椅子或门把上。两端高度必须相等，没有高低落差，同时把线的周围清空。

实验开始

1. 给气球充气（这个步骤就等于为火箭引擎装填燃料），再用手指捏住吹气口，不让空气漏出（但不要绑住吹气口）。

2. 捏住气球开口，同时用胶带将气球固定在塑料吸管下方。

3. 将充饱的气球和吸管一起拉到线的一端，让充气口朝向这一端，气球前方朝向整条线。

4. 猜猜看，当你放手时，会发生什么状况？

5. 放开气球，接着放开吹气口。

6. 你放开气球时，发生了什么状况？

7. 气球朝哪个方向移动？移动了多远？

8. 再试一次，但这次只充一半的气。你认为气球移动的速度和距离会有什么变化？

9. 你还有什么方法可以让气球移动得更快或更慢，或是改变它移动的距离？

10.再试试看：用其他大小和形状的气球，它们的表现如何？

11.再试试看：用其他细长物品当做引导线，例如丝带、细绳或钓鱼线等，气球火箭的移动速度或距离有没有改变？

观察与结果

你的气球火箭移动了多远？

即使气球里充填的不是火箭燃料，它仍然能像航天飞机一样发射出去。事实上，由于气球非常轻，因此只需要空气就能提供足够的推力。

当然，如果你将气球充气后再放开吹气口，但不让它沿着线移动，它会到处乱飞，也就是朝许多个方向快速移动，但任一方向移动的距离都不远。让气球沿着线移动，可使气球内空气提供的力集中在单一方向，尽可能增加气球朝同一方向移动的距离。

如果有其他大小或形状的气球（也可以试着改变充入的空气量），哪个气球移动得最快或最远？你还可以架起两条平行的线，来场气球比赛！

还有哪些移动方式运用到推力？你看过气垫船吗？气垫船的船尾有个很大的风扇，单靠空气就能让气垫船前进。虽然风扇的运转动力来源是燃料，但风扇和气球火箭一样产生的也是空气推力。某些动物也是运用推进原理来行动，举例来说，乌贼、章鱼和水母都能将水储存在极富弹性的身体中，并让水通过小孔喷出，推动牠们在水中行进，甚至可以离开水面。人类也研究过这类自然推进方式，并从中取得设计交通工具和科技的灵感。科学家也能运用这个简单的原理，再结合化学反应的相关知识，产生更强大的推力，就像火箭那样。

清理工作

如果打算重复使用气球，请拆下黏在气球上的吸管，但要小心胶带黏过的地方比较容易破。将线拆下，以后还可以用。