玩水

氣壓在水的運動上扮演什麼角色？

如何讓水從低處往高處移動？

伯努利方程在水的運動上提出如何指引？

原作者：謝迺岳
關鍵詞：伯努利方程，流體力學，水壓
同義詞：水的遊戲，噴水，噴霧

原住民小朋友在溪流中玩水；只見他們拿著長竹竿在水面搖啊搖，大量的水就從竹竿頂部噴出。另一種玩法是手按住竹竿頂部，把竹竿在水中上下移動，水更能強力噴射出去，把別的小朋友淋得哇哇叫。

探究問題

1. 如何讓水從低處往高處移動？
2. 伯努利方程在水的運動上提出如何指引？
3. 氣壓在水的運動上扮演什麼角色？
4. 使水往高處運動在生活中有什麼應用？

實作項目

1. 材料
   吸管，氣球棒，寶特瓶，塑膠盆

1. 製作
   把粗吸管的一端剪開1cm長，套在另一支吸管上，可以接長。
   
2. 操作
   以下的實驗中，不能移動、擠壓、傾斜與破壞寶特瓶（或水盆）。
   
   1. 猜測：如何用兩支吸管（不可吸氣，只能吹氣）把瓶內的水弄出來？先猜想再實作。
      
   2. 猜測：如何用一支接長的粗吸管（不可吸氣與吹氣）把寶特瓶中的水弄出來？先猜想再實作。
      
   3. 猜測：如何用一支氣球棒（或已接長的粗吸管）把淺盆子中的水弄出來？先猜想再實作。
      

結果與討論

藉著氣壓與水壓的差異，可以把水由低處推往高處。伯努利發現：氣流快的地區氣壓變低，因此可以幫助推送水流。

1. 結果：方法一：一支吸管在瓶內，用另一支吸管對著前一支吸管口使勁吹氣；吸管口的氣壓降低，瓶內的水就噴出來了。方法二：兩支吸管都插在瓶內，然後用手（或粘土）封住瓶口，對其中一支吸管吹氣，增加瓶內的氣壓，水就會從另一支吸管中跑出來。
2. 結果：用手指封住吸管口（但不要封緊），在寶特瓶內使吸管上下快速運動，水就會噴出來。原因是往上移動吸管時，空氣不易流入管內；往下移動吸管時，水容易擠入管內；因此運動數次後，水就會從管口噴出。
3. 結果：把氣球棒斜放在水盆內，手握住氣球棒底部並左右搖晃數次，水就會噴出。原因是管口的氣壓降低，於是水就被吸上來了。

教學目標

各年齡與教育程度皆適用．

1. 知識上：認識氣壓與水壓的關係，發現水的童玩。
2. 技能上：能利用氣壓與水壓將水移動。
3. 情意上：喜歡各民族的童玩，喜歡做科學實驗。

應用

1. 在科學上：學習伯努利方程。
2. 在科技上：應用噴霧技術，化油器，熱水瓶給水，管道加壓等。
3. 在藝術上：噴水的展現方式，水舞。
4. 進階活動：對同一吸管，多人同時吹氣。