Dinolympics: fysica race put Usain Bolt tegen’ Jurassic Park ‘ dinosaurus

WASHINGTON — Usain Bolt zette het wereldrecord (9,58 seconden) op de 100 meter sprint in 2009 en is de snelste man ter wereld. Maar, hoe zou hij het doen in een race tegen een 900-pond dinosaurus (Dilophosaurus wetherilli)? Scott Lee, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Toledo, stelde deze vraag onlangs aan zijn studenten.

Het lijkt misschien een domme vraag om na te denken op het eerste, maar Professor Lee legt uit dat het creëren van een bizarre scenario als mens versus dinosaurus is een geweldige manier om de verbeelding van studenten vonk en het verbeteren van de algehele klasse betrokkenheid. De natuurkunde studenten moeten gebruik maken van een complexe combinatie van 1D kinematica — verplaatsing, snelheid, snelheid en versnelling, met behulp van spreadsheets om het raadsel te beantwoorden.

“Een groot probleem in het natuurkundeonderwijs is om studenten enthousiast te maken voor het cursusmateriaal”, zegt Lee in een statement. “Deze dinosaurus problemen wekken echt veel interesse bij de studenten.”

Wie komt er dan aan de top? Uiteindelijk suggereert de wetenschap grotendeels dat Bolt gebruik zou maken van Newton ‘ s tweede bewegingswet en zijn eigen versnelling om de dinosaurus met twee seconden te verslaan.

fysica-usain-bolt-dinosaurus
De versnelling (gemeten in meters/seconde^2) van Usain Bolt (links) en Dilophosaurus (rechts) tijdens de 100-meter race. (Credit: Scott Lee)

Professor Lee ‘ s unieke benadering van het onderwijzen van natuurkunde kan worden herleid tot zijn kindertijd. Als jongen ontdekte hij fossielen met zijn familie. Later vond hij een” toegankelijk boek ” over dinosaurus bewegingsfysica met zijn dochter. Prof. Lee stelde een hele Algemene opleiding samen voor niet-wetenschappelijke majors gericht op dinosaurussen met dat boek in de hand.

“Een aantal natuurkunde majors hebben in de loop der jaren deze algemene opleiding gevolgd, alleen maar omdat ze denken dat dinosaurussen zo cool zijn,” legt hij uit. “Ik realiseerde me toen dat natuurkunde majors zou enthousiast zijn om te werken aan dinosaurus voorbeelden van natuurkunde principes.”

Natuurlijk zijn er tonnen verschillende dinosaurussen, en sommige zijn veel sneller dan anderen. Hij moest de juiste dinosaurus vinden om zijn academische raadsel te laten werken. Als je niet bekend bent met de Geslacht Dilophosaurus, u kunt het vinden in het origineel Jurassic Park film. Hoewel, de dinosaurussen ten onrechte had een ratelende nek franje en gif in de film.

“De maximale loopsnelheden van de andere dinosaurussen verschilden aanzienlijk van de gemiddelde snelheid van Usain Bolt en zouden daarom geen interessante race zijn”, legt Prof. Lee uit. “Helaas wordt aangenomen dat de meer bekende Tyrannosaurus rex langzamer was dan Usain Bolt.”

Om tot het juiste antwoord te komen, moeten studenten de tweede bewegingswet van Newton overwegen, waarin staat dat versnelling wordt bepaald door massa plus kracht. Dus, Mr Bolt ‘ s veel kleinere formaat zou de loper een vroeg voordeel geven.

Na overeenstemming te hebben bereikt over de winnaar van de hypothetische race, bespraken de studenten vergelijkbare snelheidsbeoordelingen en hun implicaties met betrekking tot de natuurkunde. Bijvoorbeeld, hoe een leeuwin haar versnelling gebruikt om sneller prooi te vangen en te doden. Tot slot, Prof. Lee hoopt dat deze out-the-box onderwijs tactieken helpen meer studenten enthousiast over natuurkunde.

De studie is beschikbaar om te lezen in De Natuurkundeleraar.

Add Comment