Кто быстрее: олимпийский чемпион или хищный динозавр?

Если вы смотрели блокбастер «Парк Юрского периода» 1993 года, то могли заметить, насколько проворен хищник дилофозавр. Благодаря мощным ногам жившее 190 млн лет назад существо могло развивать скорость до 32 км/ч. Но был ли динозавр достаточно быстрым, чтобы победить восьмикратного олимпийского чемпиона Усэйна Болта в забеге на 100 метров? Столь удивительный вопрос поставил на обсуждение своим студентам физик из Толедского университета.

Многие физики очарованы биомеханикой движения доисторических существ, особенно когда дело доходит до расчета скорости бега и ходьбы тираннозавров.

Несмотря на то, что в «Парке Юрского периода» T. rex обгоняет мчащуюся машину, исследование 2017 года показало, что он мог развивать максимальную скорость всего лишь около 20 км/ч. В ином случае его кости обратились бы в пыль.

Однако тираннозавр был далеко не таким уж и быстрым. Куда проворнее оказался дилофозавр, чья максимальная скорость в 32 км/ч намного ближе к скорости самого быстрого человека в мире — Усэйна Болта. Как-то раз Скотт Ли, физик из Толедского университета, задался вопросом «Кто же из этих двоих победит?»

Хоть в «Парке Юрского периода» дилофозавр выглядит модником с красочными оборками на шее и иногда плюется черным ядом, палеонтологи давно выяснили, что никаких оборок и черной слизи у существа не было.

На экране фильма динозавр с двойным гребнем изображен размером примерно с человека, но на самом деле он весил колоссальные 408 кг и имел длину более 6 метров.

Моделируя теоретическую гонку между спортсменом и динозавром, Ли опирался не только на ранние исследования, изучавшие передвижения вымерших животных. На самом деле существует множество научных работ, которые успели проанализировать и Усэйна Болта.

В 2008 году, когда ямайский спринтер изменил историю, установив новый мировой рекорд в беге на 100 метров (9,69 секунды), он настолько опередил своих конкурентов, что заметно сбавил скорость перед пересечением финишной черты. Физики из Университета Осло подсчитали, что Болт финишировал бы быстрее — примерно за 9,55 секунды.

Несколько лет спустя, после того как Болт побил собственный рекорд на состязании 2009 года в Берлине, физики Национального автономного университета Мексики установили, что его ускорение на старте гонки составило 9,5 м/с².

В конечном итоге Скотт Ли совместно с решающими эту задачку студентами пришли к выводу, что Болт легко опередит дилофозавра, оставив раннеюрского хищника позади на целых 2 секунды.

Как подчеркивает Ли, ключевой фактор победы — ускорение. Следуя второму закону Ньютона, согласно которому ускорение зависит от массы и силы объекта, меньший размер Болта даст ему преимущество.

Дело в том, что дилофозавр имеет довольно большие мышцы и может генерировать мощную силу. Вот только эта сила идет против площади поперечного сечения мышцы. Поэтому, чем больше становится объект, тем больше растет его сила, но в то же время падает ускорение. Вот почему дилофозавр будет разгоняться намного медленнее Болта и уступит ему очередную золотую медаль.

В будущем Ли надеется заинтересовать своих учеников, моделируя такие же увлекательные упражнения. Прямо сейчас он использует данные, собранные по тысячам окаменелых следов, чтобы сравнить самых быстрых из известных динозавров с гепардом.

━━━━━

Анастасия Дегтярева