关键概念
工程学
压力
物理学
导言
你有没有看过帆船或帆板在没有马达的帮助下快速航行？你正在目睹风的力量。但是从风中获得速度完全取决于如何好好利用它。了解一点关于压力如何运作的知识可以帮助你设计更好的船。然后你可以用不同的帆设计来挑战一场呼吸动力船比赛。起锚！
背景
空气是由称为分子的微小粒子组成的。当你对着你的手吹气时，你可以感觉到微风，因为你正在用你的呼吸推动空气分子。空气分子推动物体表面的力在科学术语中被称为“压力”。在这个活动中，你将亲身体验气压如何使物体移动。
材料
至少两艘相似船只的材料，例如铝箔；泡沫塑料箱；泳池浮条
至少两面相似帆的材料，例如纸或泡沫工艺片
一条长而直的水上赛道（一些适用于此的物品包括注满水的、带盖的乙烯基雨水槽——可以在家装商店找到——长塑料桶或浴缸。一大片静止的水体，如带有直边的游泳池，也可以。）
吸管
工艺棒
胶带
剪刀
水（如果需要，用于填充你的比赛场地）
一位担任比赛裁判的人
没有太多风的区域
秒表
准备
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使用轻便防水的材料（例如铝箔或泳池浮条）制作至少两艘相同的船。为什么船需要轻便？为什么它们应该是匹配的？
接下来，通过将吸管或工艺棒垂直粘贴到船上，或者通过小心地在泳池浮条上切开一个缝隙并将工艺棒插入，来制作桅杆。每艘船都获得一根桅杆。
现在是设计帆的时候了！什么形状可能有助于船只移动得最快？
剪下一块轻质纸或泡沫工艺片，作为每艘船的主帆。这次不需要匹配！事实上，尝试不同的形状，看看哪种效果最好。
小心地在纸片的两端戳孔，然后将帆通过孔滑到每艘船的桅杆上——或者用胶带将它们粘在桅杆上。
可选：以你喜欢的任何方式装饰你的船只。
准备好赛道，准备比赛！
步骤
将第一艘船放在起跑线上，并准备好吸管，开始对着你船的帆吹气。你认为为什么找到一个没有太多风的地点进行这项测试很重要？
当裁判说“开始！”时，他或她应该启动秒表。开始通过吸管对着第一艘船的帆吹气。沿着赛道跟随船只，并在前进时对着帆吹气，但不要使用吸管本身来推动船只前进！当船只到达赛道的指定终点线时，让裁判停止秒表。船只到达赛道终点花了多长时间？你必须通过吸管吹多少次？你的船似乎很容易航行吗？
接下来是时候尝试第二艘船了！在你喘口气后，重复该步骤。哪艘船更快到达终点线？它们的航行方式是否不同？
附加题：你可以挑战朋友或家人进行比赛。如果你没有两条相同的赛道同时比赛，你们可以各自进行一次计时赛，看看谁能获得最快的时间。除了帆或船的设计之外，在与另一个人比赛时，可能还有哪些其他变量在起作用？
附加题：你认为你的帆尺寸有多大影响？再次尝试该活动，制作帆尺寸不同但形状相似的船只。多大或多小的帆最成功？你认为这是为什么？
附加题：你能让你的船开多快？尝试所有不同形状、尺寸和材料的帆。尺寸、形状和材料的最佳组合是什么？
[分隔符]
观察与结果
气压移动船只，因为作用在船只一侧的力比另一侧更大。你吹得越用力，空气分子移动得越快，你对船帆施加的压力就越大。你的呼吸就像风对真船的作用一样！
更多探索 工作原理：帆船，来自史密森尼学会
帆船的物理学，来自QUEST
帆船航行，来自PBS儿童频道
设计和比赛船只，来自芝加哥科学与工业博物馆
本活动由以下机构合作推出：芝加哥科学与工业博物馆