Con cada nuevo semestre, miles de estudiantes se sumergen en clases introductorias de física. Sin embargo, un problema persistente que persigue a los instructores es mantener a los estudiantes ocupados en clases de matemáticas.
Scott Lee es profesor de física en la Universidad de Toledo y ha desarrollado numerosas actividades de aprendizaje para ayudar a los estudiantes de nivel introductorio a entusiasmarse con el tema. Su última actividad innovadora, publicada en El profesor de física, de AIP Publishing, plantea la pregunta: ¿Es Usain Bolt más rápido que un dinosaurio de 900 libras?
El ejercicio les pide a los estudiantes que apliquen conceptos de cinemática 1D desplazamiento, velocidad, velocidad y aceleración para determinar si el velocista jamaiquino podría vencerDilophosaurus wetherilli en una carrera de 100 metros utilizando hojas de cálculo.
"Un gran problema en la educación física es generar entusiasmo en los estudiantes por el material del curso", dijo Lee. "Estos problemas de dinosaurios realmente despiertan mucho interés entre los estudiantes".
El interés de Lee en los dinosaurios comenzó con la búsqueda de fósiles con su familia mientras crecía. Años más tarde, después de descubrir un libro accesible sobre la física del movimiento de los dinosaurios con su hija, desarrolló un curso de educación general para estudiantes no científicos basado en dinosaurios.
"Varios estudiantes de física, a lo largo de los años, han tomado este curso de educación general solo porque piensan que los dinosaurios son geniales", dijo. "Entonces me di cuenta de que los estudiantes de física estarían emocionados de trabajar en ejemplos de dinosaurios de los principios de la física."
Para que el ejercicio funcionara en física introductoria, Lee necesitaba encontrar el dinosaurio correcto. Los estudiantes podrían reconocer el género Dilophosaurus de la novela y película original de Jurassic Park, donde ficticiamente se le dio un volante en el cuello y veneno para escupir a undesafortunado ladrón de ADN.
"Las velocidades máximas de carrera de los otros dinosaurios fueron significativamente diferentes de la velocidad promedio de Usain Bolt y, por lo tanto, no harían una carrera interesante", dijo. "Lamentablemente, los más famosos"Tiranosaurio rex se cree que fue más lento que Usain Bolt.
La actividad incluye una discusión sobre la segunda ley de Newton, donde la aceleración está determinada por una combinación de masa y fuerza. Ser más pequeño, por ejemplo, le da a Bolt una ventaja temprana.
Después de calcular el ganador de la carrera, el ejercicio de Lee guía a los estudiantes a través de la discusión sobre pruebas de velocidad similares que se llevan a cabo hoy en día, por ejemplo, cómo las leonas usan su aceleración para atrapar presas más rápidas.
Al final, Bolt aprovecha la segunda ley de Newton y su propia aceleración para dejar a Dilophosaurus en el polvo por 2 segundos.
Lee espera que el artículo inspire a otros físicos a pensar fuera de la caja para entusiasmar a los nuevos estudiantes con los problemas que la física puede resolver.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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