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Les premiers dinosaures du Jurassique connus sous le nom de Dilophosaurus se sont révélés être des voleurs de scène dans le blockbuster de 1993 parc jurassique, éliminant un homme adulte qui pensait qu’ils n’étaient que des créatures mignonnes et inoffensives – jusqu’à ce qu’ils le handicapent en lui crachant du venin dans les yeux. Mais comment Dilophosaurus dans un autre genre de compétition : courir le 100 mètres contre Usain Bolt, octuple médaillé d’or olympique ? Ce ne serait pas vraiment un combat – Bolt battrait facilement la bête de 900 livres de deux bonnes secondes.
C’est la conclusion du physicien Scott Lee de l’Université de Tolède, basée sur un exercice de physique qu’il a développé pour ses étudiants de premier cycle en physique d’introduction. Lee aime les dinosaures depuis qu’il est enfant, quand il chassait les fossiles avec sa famille, et il a apporté cet amour dans la salle de classe. « L’un des grands problèmes de l’enseignement de la physique est de susciter l’enthousiasme des étudiants pour le matériel de cours », a-t-il déclaré. « Ces problèmes de dinosaures suscitent vraiment beaucoup d’intérêt parmi les étudiants. » Il a décrit son processus pédagogique dans un nouvel article publié dans The Physics Teacher.
Bolt a marqué l’histoire des Jeux olympiques d’été de 2008 à Pékin, lorsqu’il a battu son propre record du monde lors de la finale du 100 mètres, dépassant la compétition pour remporter la médaille d’or avec un temps de 9,69 secondes. Il était tellement en avance sur le peloton – le médaillé d’argent a terminé en 9,89 secondes – que Bolt a visiblement ralenti en signe de célébration juste à l’arrivée. S’il avait continué à courir à pleine vitesse, Bolt aurait terminé en 9,52 secondes, a estimé son entraîneur. Cette conclusion a été confirmée par une analyse de physiciens de l’Université d’Oslo, dont les calculs prévoyaient une arrivée en 9,55 secondes environ.
Aux Championnats du monde de 2009 à Berlin, Bolt a de nouveau battu son propre record du 100 mètres avec un temps de 9,58 secondes, la plus grande amélioration depuis la mise en œuvre du chronométrage électronique. Selon une étude réalisée en 2013 par des physiciens de l’Université nationale autonome du Mexique, l’accélération de Bolt hors du bloc de départ était de 9,5 mètres par seconde au carré, et le sprinter produisait 2,6 kilowatts de puissance (3,5 chevaux) moins d’une seconde plus tard.
Le Bolt de 6 pieds 5 pouces est plus grand que le sprinter moyen, ce qui signifie qu’il fait moins de pas que ses adversaires lorsqu’il court. Cependant, il éprouve également plus de résistance à l’air. Les auteurs ont découvert que moins de 8 % de l’énergie de Bolt était utilisée pour courir, tandis que 92 % était utilisée pour surmonter la traînée aérodynamique. Ils ont également suggéré que Bolt avait bénéficié d’un vent arrière doux lors de la course 2009. Sans cela, son temps aurait été de 9,68 secondes, toujours inférieur à son temps aux Jeux olympiques de 2008, mais pas aussi révolutionnaire. Avec un vent arrière encore plus fort, Bolt aurait pu terminer la course en 9,46 secondes.
Les scientifiques ont été également fascinés par la question des vitesses de course maximales pour divers dinosaures, en particulier Tyrannosaure rex. Par exemple, en 2002, des chercheurs ont construit un modèle mathématique pour évaluer la masse musculaire des jambes nécessaire pour courir à plus de 25 mph (40 km/h). La plupart de ces études ont considérablement varié dans leurs méthodologies, produisant une large gamme de vitesses de fonctionnement maximales possibles pour T. Rex, d’un petit 10-15 mph (16-24 km/h) à environ 45 mph (72 km/h). Cela fait une moyenne d’environ 20 mph (32 km / h).
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Une étude de 2017 a fixé la vitesse de course maximale pour T. Rex à 17 mph (27 km/h), concluant que l’animal aurait épuisé ses réserves d’énergie bien avant d’atteindre la vitesse de pointe. Une autre étude de la même année a conclu que T. Rex ne serait probablement pas capable de courir beaucoup, car toute vitesse supérieure à 18 km/h aurait brisé les os de ses jambes. Cette analyse exclurait également la capacité de course d’autres théropodes géants comme Giganotosaure et Mapusaurus. (Il n’y a pas non plus de traces fossilisées montrant la présence de grands théropodes en cours d’exécution.)
Mais T. Rex aurait néanmoins pu être étonnamment agile pour sa taille, selon une étude de 2019. Grâce à une faible inertie de rotation et à de grands muscles des jambes, le T. Rex peut avoir été capable de tourner rapidement – peut-être même d’effectuer une sorte de « pirouette » sur un seul pied planté.
T. Rex était également un marcheur très efficace, selon une analyse de 2020 des proportions des jambes, de la masse corporelle et des allures de 70 espèces de théropodes. Une étude de 2021 a estimé que la vitesse de marche de l’animal était de 2,9 mph (4,6 km). Les auteurs ont également suggéré que T. RexLa dépense énergétique de aurait été réduite par le léger balancement de sa queue à chaque pas, puisque les ligaments de la queue emmagasineraient de l’énergie au fur et à mesure qu’ils étaient étirés.