Konsep Kinematika, Apakah Pelari Usain Bolt Lebih Cepat dari T. Rex?

Ricky Jenihansen - Kamis, 10 Maret 2022 | 14:00 WIB

Paul Taylor

Kecepatan lari maksimum dinosaurus lain secara signifikan berbeda dari kecepatan rata-rata Usain Bolt.

Nationalgeographic.co.id—Sebuah pembelajaran inovatif telah dikembangkan di University of Toledo untuk membantu mahasiswa tingkat awal untuk memahami konsep kinematika. Pembelajaran tersebut menimbulkan pertanyaan, Apakah Usain Bolt lebih cepat dari dinosaurus seberat 900 pon atau sekitar 400 kilogram?

Metode pembelajaran inovatif tersebut dikembangkan oleh Scott Lee, yang merupakan profesor fisika di University of Toledo. Ia sebelumnya telah mengembangkan berbagai kegiatan pembelajaran untuk membantu siswa tingkat intro menjadi antusias tentang topik tersebut.

Aktivitas inovatif terbarunya tersebut telah diterbitkan dalam The Physics Teacher, oleh AIP Publishing dengan judul "Physics Race Pits Usain Bolt Against Jurassic Park Dinosaur".

"Salah satu masalah besar dalam pendidikan fisika adalah membangkitkan antusiasme siswa terhadap materi pelajaran," kata Lee. "Masalah dinosaurus ini benar-benar memicu banyak minat di kalangan siswa."

Seperti diketahui, pada setiap semester baru, ribuan siswa bergabung ke kelas pengantar fisika. Namun, satu masalah terus-menerus yang dihadapi para instruktur adalah membuat siswa tetap terlibat dalam kelas matematika yang berat.

Kebanyakan pembelajaran fisika dimulai dengan kinematika satu dimensi, yang biasanya terbatas pada kasus percepatan konstan. Pada studi ini, Lee melaporkan latihan unik untuk pengantar fisika berbasis aljabar yang melibatkan akselerasi lari dan non-konstan dinosaurus theropoda Dilophosaurus wetherilli dan sprinter Jamaika yang terkenal di dunia Usain Bolt.

Pada metode pembelajaran baru ini, siswa diminta untuk menerapkan konsep kinematika 1D, yaitu Perpindahan, kecepatan, kecepatan, dan percepatan. Tujuannya untuk menentukan apakah sprinter Jamaika dapat mengalahkan Dilophosaurus wetherilli dalam lomba 100 meter menggunakan spreadsheet.

"Mengingat minat yang dimiliki sebagian besar siswa tentang dinosaurus (dan juga Usain Bolt), para siswa sangat antusias untuk mempelajari perlombaan hipotetis 100 meter antara Dilophosaurus dan Usain Bolt," tulis Lee dalam laporannya.

"Karena siswa ini belum mengambil kalkulus, dan sebagai bagian dari upaya kami untuk membangun keterampilan komputasi pada siswa kami, metode numerik digunakan melalui spreadsheet untuk menghitung perpindahan dan percepatan secara numerik dari data kecepatan."

Ketertarikan Lee pada dinosaurus dimulai dengan menemukan fosil bersama keluarganya yang tumbuh dewasa. Bertahun-tahun kemudian, setelah menemukan sebuah buku yang dapat dipahami tentang fisika gerak dinosaurus bersama putrinya, ia mengembangkan kursus pendidikan umum untuk jurusan nonsains berdasarkan dinosaurus.

"Sejumlah jurusan fisika, selama bertahun-tahun, mengambil kursus pendidikan umum ini hanya karena mereka menganggap dinosaurus sangat keren," katanya. "Saya kemudian menyadari bahwa jurusan fisika akan bersemangat untuk mengerjakan contoh dinosaurus dari prinsip-prinsip fisika."

Agar latihan ini berhasil dalam fisika pengantar, Lee perlu menemukan dinosaurus yang tepat. Siswa mungkin mengenali genus Dilophosaurus dari novel dan film Jurassic Park asli, di mana ia secara fiksi diberi embel-embel leher berderak dengan ludah beracun untuk menghalau pencuri DNA yang malang.

Public Domain

Usain Bolt adalah seorang atlit lomba lari jarak dekat asal Jamaika. Bolt merupakan pemegang rekor dunia lomba lari 100m dan 200m putra saat ini, masing-masing dengan catatan waktu 9,58 detik dan 19,19 detik yang diciptakannya pada Kejuaraan Atletik Dunia 2009.

Lee mengatakan, kecepatan lari maksimum dinosaurus lain secara signifikan berbeda dari kecepatan rata-rata Usain Bolt. Dan oleh karena itu, tidak akan membuat balapan menjadi menarik. "Sayangnya, Tyrannosaurus rex yang lebih terkenal diyakini lebih lambat dari Usain Bolt," kata Lee.

Pemahaman tersebut meliputi pembahasan tentang hukum II Newton, dimana percepatan ditentukan oleh kombinasi massa dan gaya. Karena Bolt lebih kecil, hal itu memberikan keuntungan lebih awal.

Setelah menghitung pemenang lomba, latihan Lee membimbing siswa melalui diskusi tentang tes kecepatan serupa yang berlangsung hari ini, seperti bagaimana singa betina menggunakan akselerasi mereka untuk menangkap mangsa yang lebih cepat.

Pada akhirnya, Bolt memanfaatkan hukum kedua Newton dan percepatannya sendiri untuk meninggalkan Dilophosaurus dalam debu selama 2 detik. Lee berharap makalah tersebut akan menginspirasi fisikawan lain untuk berpikir di luar kotak untuk membuat siswa baru bersemangat tentang masalah yang dapat dipecahkan oleh fisika.