物理学竞速让尤塞恩·博尔特对决《侏罗纪公园》恐龙

斯科特·李是托莱多大学的物理学教授，他开发了众多学习活动来帮助入门级学生对该主题产生热情。他最新发表在AIP出版的《物理教师》杂志上的创新活动提出了一个问题：尤塞恩·博尔特比一只900磅的恐龙跑得快吗？

该练习要求学生应用一维运动学的概念——位移、速度、速度和加速度——来确定这位牙买加短跑运动员是否能在100米赛跑中击败双脊龙（Dilophosaurus wetherilli），使用电子表格。

"物理学教育中的一个主要问题是如何激发学生对课程材料的热情,"李说。"这些恐龙问题确实在学生中引起了很大的兴趣。"

李对恐龙的兴趣始于他成长过程中与家人一起寻找化石。多年后，当他与女儿发现一本关于恐龙运动的物理学的易懂书籍后，他为非科学专业学生开发了一门基于恐龙的普通教育课程。

"几年来，许多物理学专业的学生选修了这门普通教育课程，仅仅是因为他们认为恐龙非常酷,"他说。"然后我意识到，物理学专业的学生会对基于恐龙例子的物理原理感到兴奋。"

为了让这个练习在入门物理中有效，李需要找到合适的恐龙。学生们可能从原版《侏罗纪公园》小说和电影中认出了双脊龙属，在那里它被虚构地赋予了响动的颈褶和毒液来喷向不幸的DNA窃贼。

"其他恐龙的最大奔跑速度与尤塞恩·博尔特的平均速度显著不同，因此不会构成一场有趣的比赛,"他说。"遗憾的是，更著名的霸王龙（Tyrannosaurus rex）被认为比尤塞恩·博尔特慢。"

该活动包括讨论牛顿第二定律，其中加速度由质量和力的组合决定。例如，身形较小，给了博尔特早期优势。

在计算出比赛获胜者后，李的练习引导学生讨论今天发生的类似速度测试，例如母狮如何利用加速度捕捉更快的猎物。

最终，博尔特利用牛顿第二定律和他自身的加速度，以2秒的优势将双脊龙甩在尘土中。

李希望这篇论文能激励其他物理学家跳出固有思维模式，让新学生对物理学能够解决的问题感到兴奋。