"We bevinden ons in een tijd waarin superheldenfilms immens populair zijn. Met veel studenten die bekend zijn met veel van deze personages en hun superkrachten, superhelden kunnen een uniek platform faciliteren om te helpen bij de verspreiding van natuurkundig materiaal in de klas, " zegt wetenschapper Barry W. Fitzgerald van de Technische Universiteit Delft (TU Delft, Nederland). In een paper gepubliceerd in Natuurkunde Onderwijs op 5 ^e april 2018, hij beschouwt Wonder Woman, Hawkeye en onzichtbare vrouw.

Sleutelrol voor natuurkunde

"We presenteren voorbeelden waar superhelden kunnen worden gebruikt om leerdoelen in de natuurkunde te motiveren en, indien gewenst, het kritisch denken bevorderen namens de student. We denken ook na over hoe het gebruik van het superheldengenre in de klas kan worden gebruikt om de ondervertegenwoordiging van vrouwen aan te pakken, stereotypering, en diversiteitskwesties in de natuurkunde, ', zegt Fitzgerald.

"Hoewel veel mensen dromen van het hebben van superkrachten, de meeste zijn snel om hun hoop te verdrijven, daarbij verwijzend naar het feit dat dergelijke bevoegdheden fundamenteel fictief zijn. Hoe dan ook, huidig ​​wetenschappelijk onderzoek zou in de toekomst kunnen worden gebruikt om technologieën te ontwikkelen die de krachten van personages zoals de onzichtbare vrouw nabootsen of zelfs evenaren, Wonder Woman en Spider-Man. Ongetwijfeld, het veld van de natuurkunde zal een sleutelrol spelen bij de ontwikkeling van deze potentiële technologieën."

Wonder Woman

In de nieuwe krant Fitzgerald gebruikt instanties uit de films of superkrachten om leuke oefeningen of experimenten te maken die aansluiten bij specifieke leerdoelen in de natuurkunde. Deze voorbeelden zijn van toepassing op lineaire beweging (Hawkeye, en zie ook dit eerder gerelateerde artikel), energieprincipes (Wonder Woman, hieronder) en optica (Invisible Woman).

Een voorbeeld hiervan is het overwegen van een kogel die een van de kogelvrije armbanden van Wonder Woman raakt. "In een cruciale scène uit de film, Wonder Woman gebruikt een van haar armbanden om een ​​kogel af te weren. Na bestudering van de beelden van de film, het is zeer waarschijnlijk dat de kogel is afgevuurd vanuit een Colt New Service dubbelwerkende revolver, een wapen dat tijdens de Eerste Wereldoorlog door het Britse Ministerie van Oorlog werd uitgegeven. Een dergelijk pistool zou normaal gesproken een .45 Colt-patroon afvuren die de kogel of slak zou bevatten, met een aantal verschillende cartridges beschikbaar. Je kunt schatten dat de energie van de kogel 8,712 kJ is. Wanneer de kogel de armband raakt, komt deze onmiddellijk tot rust en wordt de energie omgezet in een aantal verschillende vormen van energie. Eerst, wanneer de kogel de armband raakt, is er een hoorbaar geluid. De geluidsgolven zijn het resultaat van de omzetting van een deel van de kinetische energie van de kogel in trillingsenergie die door de moleculen in de lucht wordt getransporteerd. Tweede, een deel van de energie wordt omgezet in warmte, zoals blijkt uit de reactie van Stephen Trevor wanneer hij de hete kogel opvangt nadat deze de armband heeft geraakt. Derde, een deel van de energie wordt direct door de armband geabsorbeerd. Wanneer de kogel de armband raakt, zorgt de geabsorbeerde energie ervoor dat de atomen trillen rond hun positie, en zendt effectief thermische energie door het materiaal. Als de armband is gemaakt van een materiaal dat een goede warmtegeleider is (wat zeer waarschijnlijk is), dan zou Wonder Woman zich misschien ook een beetje ongemakkelijk hebben gevoeld door de temperatuurstijging van de armband."

momentum

Hoewel dit voorbeeld duidelijk kan worden gebruikt om vormen van energie en energieconversie in de klas aan te tonen, het kan ook worden gebruikt om het principe van het behoud van impuls te illustreren. "Nadat de kogel in de armband is ingebed, volgens het behoud van momentum, Wonder Woman zou achteruit moeten gaan. Het invullen van de waarden leidt tot een snelheid van 0,877 meter per seconde."

Enthousiasme

Andere aspecten van populaire cultuur kunnen ook worden opgenomen in het natuurkundelokaal, zegt Fitzgerald, zoals het computerspel Angry Birds in relatie tot kinematica en projectielbeweging en de Kerstman in relatie tot het weer en geavanceerde materialen.

"We hebben het paradigma van superhelden geïntegreerd in het natuurkundeonderwijs, computerprogrammering en vloeistofdynamica bij instellingen op het derde niveau in Nederland. In aanvulling, we hebben superhelden gebruikt als een krachtig platform voor wetenschappelijke communicatie en outreach. De reacties van het publiek op het materiaal waren overweldigend positief. We moedigen zowel leraren als opvoeders aan om te overwegen de bovenstaande voorbeelden van superhelden samen te voegen met hun bestaande educatieve bronnen, terwijl ook rekening wordt gehouden met representatiekwesties."

Volgens Fitzgerald - die, na het zien van de film Superman als kind 'wilde superkrachten en wilde ze zo snel mogelijk' - elke superheldenfilm biedt een toegangspoort tot een wereld van superheldavonturen en echte en geavanceerde wetenschap en technologie. Vorig jaar lanceerde Fitzgerald het wetenschappelijke open access tijdschrift "Superhero Science and Technology", waarvoor hij hoofdredacteur is.