Superhelden als Hawkeye, Wonder Woman en Invisible Woman in de natuurkundeles
“Superheldenfilms zijn tegenwoordig ontzettend populair. Aangezien veel studenten deze personages en hun superkrachten kennen, kan de wereld van superhelden een uniek platform zijn om natuurkundige concepten over te brengen”, aldus onderzoeker Barry W. Fitzgerald van de TU Delft. In een artikel dat vorige week in Physics Education werd gepubliceerd, beschouwt hij Wonder Woman, Hawkeye en Invisible Woman.
Sleutelrol voor natuurkunde
“We geven voorbeelden waarbij superhelden kunnen worden gebruikt als motivatie bij leerdoelen in de natuurkunde, en desgewenst om kritisch nadenken bij studenten te stimuleren. En we kijken ook hoe in het onderwijs met behulp van het superheldengenre stereotypen, diversiteitskwesties en de ondervertegenwoordiging van vrouwen in de natuurkundewereld kunnen worden aangepakt”, zegt Fitzgerald. “Hoewel veel mensen misschien graag over superkrachten zouden beschikken, beseffen de meesten maar al te goed dat dergelijke krachten eigenlijk fictief zijn. Toch zou het huidige wetenschappelijk onderzoek in de toekomst kunnen worden ingezet om technologieën te ontwikkelen die de krachten van personages zoals Invisible Woman, Wonder Woman en Spider-Man nabootsen of zelfs evenaren. De natuurkunde zal ongetwijfeld een sleutelrol spelen bij de ontwikkeling van deze potentiële technologieën.”
Wonder Woman
In zijn nieuwe artikel gebruikt Fitzgerald voorbeelden van superkrachten in films om leuke oefeningen of experimenten te creëren die verband leggen met specifieke natuurkundige leerdoelen. Het gaat om lineaire beweging (Hawkeye, zie ook dit eerdere artikel), energieprincipes (Wonder Woman, zie onder) en optica (Invisible Woman).
Je kunt bijvoorbeeld kijken naar een kogel die de kogelwerende armband van Wonder Woman raakt. “In een bepaalde sleutelscène gebruikt Wonder Woman een van haar armbanden om een kogel af te ketsen. Na bestudering van de beelden blijkt de kogel waarschijnlijk afkomstig uit een Colt New Service double action revolver, een wapen dat in de Eerste Wereldoorlog door het Britse ministerie van Oorlog werd verstrekt. Met deze revolvers kunnen verschillende soorten .45 Colt-patronen worden afgeschoten. Je kunt schatten dat de energie van de kogel 8,712 kJ is. Wanneer de kogel de armband raakt, komt hij onmiddellijk tot rust en wordt de kinetische energie omgezet in verschillende soorten andere energie. Ten eerste is er geluid hoorbaar wanneer de kogel de armband raakt. Daarnaast wordt een deel van de energie in warmte omgezet, zoals blijkt uit de reactie van Stephen Trevor wanneer hij de hete kogel vangt nadat deze de armband heeft geraakt. Ten derde wordt een deel van de energie direct geabsorbeerd door de armband. Wanneer de kogel de armband raakt, zorgt de geabsorbeerde energie ervoor dat de atomen trillen rondom hun posities. Zo wordt de thermische energie door het materiaal heen doorgegeven. Als de armband van een goede warmtegeleider is gemaakt (wat zeer waarschijnlijk is), kan Wonder Woman ook enig ongemak ervaren door de temperatuurstijging van de armband.”
Impuls
Dit voorbeeld kan niet alleen worden gebruikt om vormen van energie en energieomzetting in de les te demonstreren, maar ook om het principe van het behoud van impuls te illustreren. “Nadat de kogel de armband heeft geraakt, moet Wonder Woman volgens de wet van behoud van impuls achterwaarts gaan bewegen; met een snelheid van 0,877 meter per seconde, zo blijkt wanneer je de waarden invult.”
Enthousiasme
Ook andere aspecten van massacultuur kunnen worden opgenomen in de natuurkundeles, zegt Fitzgerald, zoals het computerspel Angry Birds met betrekking tot de kinematica en ballistiek, en de Kerstman met betrekking tot het weer en geavanceerde materialen.
“We hebben het superheldenparadigma geïntegreerd in onderwijs in natuurkunde, programmeren en stromingsleer bij instellingen voor hoger en beroepsonderwijs in Nederland. Daarnaast gebruiken we superhelden als platform voor wetenschapscommunicatie. Er wordt zeer positief op het materiaal gereageerd. We geven docenten in overweging om bovenstaande superheldenvoorbeelden te integreren in hun bestaande onderwijsmaterialen, en daarbij ook rekening te houden met representatiekwesties.”
Volgens Fitzgerald – die, nadat hij als kind de film Superman had gezien, “zo snel mogelijk superkrachten wilde” – is elke film over een superheld niet alleen een poort naar een wereld vol superheldenavonturen, maar ook naar de wereld van echte, geavanceerde wetenschap en technologie.
Vorig jaar lanceerde Fitzgerald het wetenschappelijk open-accesstijdschrift Superhero Science and Technology, waarvan hij hoofdredacteur is.
More information
Contact Barry Fitzgerald: https://bwscience.com/, B.Fitzgerald@tudelft.nl, https://twitter.com/bwsciencenow en https://twitter.com/SuperSciTech
Adviseur wetenschapscommunicatie TU Delft Roy Meijer, r.e.t.meijer@tudelft.nl, 015-2781751