Icon up Overzicht

Elastische kameleontong heeft explosiever vermogen dan Formule 1-auto (Exaktueel)

Onderwerp: Arbeid en energie, Rechtlijnige beweging

Begrippen: Versnelling

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

Onder deze titel stond in het NRC van 5 januari een foto met onderschrift uit een onderzoek naar de beweging  van een kameleontong. Een kameleon vangt namelijk zijn prooi (meestal kleine insekten) door zijn kleverige tongpunt met hoge snelheid naar het insect te schieten.

Op Internet is een mooi hogesnelheidsfilmpje te zien van hoe een kameleon een insect te pakken neemt. Zie Youtube:

Het oorspronkelijke artikel werd gepubliceerd in  het tijdschrift Scientific reports. In de bijgevoegde figuur uit dit artikel (figuur 1) zie je rechts van boven naar beneden zeven filmbeeldjes van de tongbeweging van  de kleine kameleonsoort Rhampholeon spinosus, met de bijbehorende tijd. Van deze beweging zijn links vier grafieken getekend: een (s,t)-diagram, een (v,t)-diagram, een (a,t)-diagram en een grafiek van het vermogen per kg tongmassa. Onderzoek naar de dynamiek van de kameleontong werd al eerder gedaan. Nieuw in dit onderzoek is dat een klein soort kameleon werd gebruikt dat krachtiger zijn tong blijkt uit te steken dan de grotere soorten.

Vragen

Voordat we de grafieken nader bekijken, gaan we eerst zelf met gebruikmaking van de foto’s in figuur 1 een (s,t)-diagram tekenen in een print van figuur 2.


Figuur 2

 De tijden zijn in de foto vermeld (dus niet uit de grafiek aflezen.

a) Teken in een print van figuur 2 aan de hand van de foto’s in figuur 1 het (s,t)-diagram. Beschrijf hoe je te werk bent gegaan.

b) Na hoeveel s bereikt de tongpunt zijn hoogste snelheid? Hoe zie je dat?

c) Bepaal deze snelheid. Leg uit hoe je te werk bent gegaan.

Om wat meer inzicht te krijgen in de beweging van de tong gaan we een geïdealiseerd (s,t)-diagram van de kameleontongpunt bekijken. Daartoe knippen we de beweging in twee stukken. Het eerste stuk duurt 0,02 s en is bij benadering een eenparig versnelde beweging  met een versnelling van 250 m/s2. Tussen t = 0,02 s en t = 0,04 s is de beweging eenparig vertraagd met een vertraging van 250 m/s2.

d) Teken in een print van figuur 3a het (a,t)-diagram van de beweging.

e) Teken een print van  in figuur 3b het (v,t)-diagram van de beweging.

f) Teken een print van  in figuur 3c het (s,t)-diagram van de beweging.


Figuur 3.

Als je de ideale diagrammen met de gemeten diagrammen in figuur 1 vergelijkt zie je dat ze globaal dezelfde vorm hebben.  

g) Wat zijn de meest opvallende verschillen?

In de kop van het NRC-artikel werd het explosieve vermogen van de kameleontong (in W/kg)  vergeleken met die van een formule 1 auto.

h) Klopt het wat de kop beweert? Zoek zelf de relevante gegevens op Internet.