文與圖／許良榮

今天我們要用火柴玩兩個遊戲，分別是如何讓火柴盒從二十公分高掉下來後仍可以直立（如圖一、二）？以及將火柴頭切下，放入裝水的寶特瓶，旋緊、放鬆瓶蓋後，火柴頭是否會發生浮、沉的情況呢？這兩個遊戲都非常的有趣、簡單，大家準備好器材，我們就來進行看吧！

器材：火柴盒一盒、寶特瓶。

步驟及原理說明：

遊戲一

１、先將火柴的內盒拉出來一些（至少拉出三分之一）。

２、火柴盒自由落下時，受到的重力如圖三的紅色箭頭。

３、撞到桌面時，桌面會給予火柴盒往上的反作用力（如圖三的藍色箭頭），此反作用力會讓火柴盒往上彈跳。

４、外盒往上彈跳時（圖三藍色箭頭），內盒因為慣性會繼續往下運動（綠色箭頭），並與外盒之間有動摩擦力。

５、由於摩擦力與運動方向相反，因此圖三中外盒的摩擦力朝下，內盒的摩擦力朝上，因此使得內盒、外盒的速度都降低了，減少彈跳的程度，這樣就比較容易保持直立了。

遊戲二

１、將火柴棒的頭部以剪刀或美工刀切下來，注意不要讓火柴棒的頭部碎裂，必須保持頭部的完整。

２、將切下來的火柴棒頭部，放入裝了水的寶特瓶中（如圖四），並旋緊瓶蓋。

３、緊壓寶特瓶，火柴頭就會往下沉；一放鬆，火柴頭就上升。如此反覆可讓火柴頭下降、上升。

４、會造成這個神奇的實驗結果，是因為火柴棒與火柴頭都是有孔隙的材質，這些孔隙中有空氣，提供了浮力。當用力壓寶特瓶時，壓力增加，使得部分的水進入這些孔隙中，孔隙的空氣體積減少（排開的水量減少），浮力降低，火柴就下沉了。當放鬆後，壓力降低，孔隙中的水流出而減少，孔隙的空氣體積增加，浮力也增加，火柴就會上升了。

叮嚀及提醒的話：

遊戲一

１、遊戲的過程之中，如果把內盒拉出來愈多，基本上就愈容易成功，但是要保持內、外盒的平行，以免重心偏掉而不穩。

２、遊戲過程中可以注意：改變內盒的火柴棒數量，有何影響？若將內盒以其他物品取代火柴棒，結果是否會有所不同呢？

遊戲二

１、如果緊壓寶特瓶時，火柴頭不會下沉，就有可能是因為火柴棒留太長，浮力太大。遇到這種情形可以將火柴棒再剪短一點，只留頭部。或是將火柴棒再潤濕一些（以手沾水，在火柴棒上輕輕搓揉，讓水分進入火柴棒），再放進寶特瓶中。

２、如果將整根火柴棒放入寶特瓶，遊戲結果是否一樣呢？