根據牛頓第三運動定律製作氣球單軌列車

我們都曾經看過別人嘗試要吹氣球，結果綁起來時沒有抓好，只能眼睜睜看著氣球射向房間另一端。這是由於氣球裡的空氣被擠壓並從小小的開口排出的緣故。要是我們能控制氣球內部氣壓的這股力量，製作單軌列車、氣墊懸浮車、甚至驅動一臺玩具車呢？

接下來的幾個專題都是根據牛頓第三運動定律製作：一物體受外力作用時，必產生一反作用力，與原本的力大小相等，方向相反。要控制這股空氣的驅動力（或稱反作用力原理），需要將空氣擠壓至更小的開口或噴嘴。在以下大部分的專題，你會使用一根可以彎曲的吸管來集中氣球產生的力量。

我們先來做一個簡單的實驗。用橡皮筋將氣球開口綁在可彎吸管短的那一端，吹飽氣後放開。和沒有吸管時比較，有什麼不同呢？現在我們來製作以下幾個專題，來駕馭剛才學到關於氣球的新知識吧！

專題6：氣球單軌列車

成本：0 ～ $
時間：5 ～ 10 分鐘
材料：

材料	描述	來源
十元商店、日用品	可彎吸管、各式各樣的氣球、透明膠帶、各式各樣的橡皮筋	十元商店
線	尼龍線、釣魚線	手工藝材料行
紙（非必要）	用來製作翅膀或進行其他嘗試。	學校或文具店

步驟1：在氣球上連接可彎吸管

第一件事就是將氣球接上吸管，如此你就可以在將氣球放上單線軌道後，將氣吹進氣球引擎裡。請拿一支可彎吸管，將長的那一端自距離彎曲處約2 吋處剪斷。將吸管塞進氣球，讓彎曲處卡住開口，然後用橡皮筋綁起來。有時將氣球扭轉幾圈會更加牢固（圖2-32）。用吸管吹氣球來試試看是否連接牢固。如果氣球鬆掉了，請用橡皮筋繞緊一些，並用膠帶固定。

圖 2-32 彎曲可彎吸管。

步驟2：將氣球放上軌道

現在是時候控制這股氣壓，並將我們的氣球放上單線軌道，讓它成為一臺單軌列車。請拿出第二根可彎吸管，將長的一端剪掉，在你剛剛連接氣球與吸管的接口，將它平行放置上去（圖2-33）。用膠帶將兩根吸管綑在一起，但請小心別把膠帶黏太緊，否則會影響氣球的行進。空氣必須要能順暢地從第一根吸管擠壓出來，並能夠順暢地沿著單線軌道行駛。軌道的材料可以使用龍線、釣魚線或是各種光滑的線。製作軌道的步驟如下：將線穿過吸管，並將線的兩端用膠帶固定或綁在牆壁或椅子上。請儘量讓繩子拉緊並保持水平。

圖 2-33 將氣球裝上軌道。

課堂提示： 請讓兩名學生共用一個軌道。如此一來，他們就能進行氣球列車比賽了。請讓每名學生製作自己的氣球列車，因為我們是要分享創意，不是要分享細菌！

圖 2-34 發動引擎！

步驟3：列車上路

現在來到最好玩的部分了！讓氣球列車退到軌道起點，用第一根吸管吹氣進去，讓引擎發動（圖2-34）。放手然後看看會發生什麼事！氣球行駛的速度是快是慢？在一開始跑得比較快還是在結束時跑得比較快呢？還沒結束，我們來迎接接下來的挑戰，看看還有什麼其他我們可以學習的方法。

挑戰題

■ 你的氣球單軌列車能跑多遠呢？試試看不要將線固定在牆壁上，而是找個夥伴幫忙拉線，看看氣球能跑多遠。
■ 氣球能走上坡嗎？你可以改變一下軌道的角度，看看行駛的速度會如何變化。
■ 如果接上兩顆氣球會如何呢？可以進行騎馬戰嗎？
■ 給它一對翅膀（如紙飛機般），或是嘗試讓你的列車旋轉。
■ 如果將軌道穿過的那根吸管，換成不同尺寸會如何呢？
■ 如果將用來吹氣的那根吸管，換成不同尺寸，或是增加數量，又會如何呢？
■ 試試看在吹飽氣之後，用膠帶將吸管口稍微擋住來縮小空氣的出口。對氣球行駛的狀況會有什麼影響？

（本文摘錄自《Makerspace專題大全：啟發你實驗、創造和學習的靈感》，馥林文化，2017。）

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