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.
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.
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.
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.
Uitwerking vraag (a)
Maak eerst een tabel. De positie van het eindpunt van de tong in de eerste foto (t = 0 m/s) nemen we als oorsprong (s = 0 m). De schaal is in de onderste foto gegeven. Je vindt dan de waarden in de tabel. Daarmee teken je de grafiek van figuur 2.
Uitwerking vraag (b)
Waar de grafiek het steilst loopt: ongeveer op t = 0,02 s.
Uitwerking vraag (c)
Raaklijn: v = 5,0 m/s
Uitwerkingen vraag (d), (e) en (f)
Uitwerkingen vraag (g)
In het (s,t)-diagram zit in het begin een onregelmatigheid. Deze zie je met name terugkomen in het (v,t)-diagram. De blokvorm van het (a,t)-diagram is enigszins herkenbaar aan de twee pieken rond de 0,01 en de 0,03 s.
Uitwerkingen vraag (h)
Massa formule 1 wagen = 605 kg (Wikipedia).
Vermogen = 730 pk = 730 x 746 watt = 540 kW (Wikipedia). Explosief vermogen = 540 kW/605 kg = 0,89 kW/kg. Aflezen uit grafiek: voor de kameleon is de piekwaarde ongeveer 12 kW/kg. Dit is aanzienlijk meer.
