La presión en un punto no es importante

Usted menciona que la fuerza de mordida es de 430,000 psi. Eso no es una fuerza de mordida, es una presión de mordida que se siente en la punta de un diente. Dos cosas son relevantes aquí. Primero, que esa cantidad de presión abollará casi cualquier cosa. En segundo lugar, esa cantidad de presión seguramente dañará el esmalte dental antes que el acero duro moderno. Por lo tanto, la presión que citó hará más daño a los dientes del T. Rex que a cualquier estructura metálica de la que estoy a punto de hablar.

Sin embargo, un T. Rex aún puede dañar una jaula de acero debido a su fuerza de mordida. Pero la verdadera medida de la fuerza de su mordida está en unidades de fuerza. El Smithsonian Mag da la fuerza de mordida de T. Rex en 12,800 lbs o 57 kN.

Cómo ver si un artículo está dañado

Esto puede hacer mucho daño. En la página 12 aquí , hay una lista de materiales y sus límites de elasticidad en MPa. La clasificación de presión se calcula dividiendo la fuerza de mordida por la sección transversal del material que se muerde. Si T. Rex muerde un ladrillo estándar (límite elástico de 50 MPa), el ancho y la altura del ladrillo son 0,089 x 0,064 metros, o 0,0057 m$^2$. Divida la fuerza de mordida por esta sección transversal y obtendrá 10 MPa. Así que un T. Rex no puede aplastar un ladrillo, probablemente.

Sin embargo, esto es solo aplastante. Hay varias otras formas de destruir un ladrillo. La misma tabla muestra la resistencia a la tracción de un ladrillo como 7 MPa. La misma fuerza aplicada en tensión podría separar un ladrillo. Un T. Rex no puede hacer ese movimiento, pero puede aplicar un esfuerzo cortante al ladrillo, y probablemente lo haría ya que sus dientes están alineados para cortar; es decir, los dientes no se tocan punto a punto. Entonces, si el T.Rex muerde un ladrillo, las tensiones locales entre los dientes crearían poderosas fuerzas de corte y abrumarían al ladrillo.

¿Qué puede sobrevivir a una mordedura de T. Rex?

ASTM A656 es un acero de baja aleación y alta resistencia que se usa comúnmente como componente estructural en los bastidores de los camiones. Tiene una resistencia a la tracción de 550 MPa. Si queremos que la mordida del T.Rex no alcance más del 50 % del límite elástico, para asegurarnos de que estamos a salvo, entonces necesitamos una sección transversal de$\frac{57 \text{ kN}}{550 \text{ MPa}\cdot 0.5} = 0.0002 \text{ m}^2.$Esto da como resultado una pieza de acero de aproximadamente 1 cm de radio; o alrededor de una varilla de acero de 11/16" (estas cosas se miden en pulgadas de diámetro).

T. Rex no es tan fuerte en comparación con un automóvil

El cráneo de T. Rex mide aproximadamente 1,5 metros de largo. Digamos que su rango de mordida es de 1 metro. El trabajo, o energía, es fuerza por distancia, por lo que una mordida de 57 kN sobre 1 metro es 57 kJ.

Un automóvil con una masa de 1000 kg que se mueve a 35 mph va a unos 15 m/s. Usando la ecuación de energía cinética, esto es alrededor de 113 kJ; o un poco más del doble de la energía de una mordedura de T. Rex. Una camioneta F-150 pesa más como 2200 kg; a velocidades de autopista es de 30 m/s. Esto funciona a 1000 kJ; 20 veces el trabajo o la energía que produce un T. Rex.

Entonces, puede ver que el estrés que enfrenta el parachoques de un automóvil en un choque será mucho mayor que cualquier cosa que pueda hacer un T. Rex. Si observa los componentes estructurales del parachoques de su automóvil, realmente no hay ningún componente de metal sólido de más de 2 cm de diámetro, aparte del marco del automóvil. Después de haber estado en algunos accidentes, algunos impactos de automóvil a automóvil a bajas velocidades (> 20 mph) realmente no doblarán el marco, al menos no mucho. Dado que estos impactos más lentos son aproximadamente iguales a los de un T. Rex, esto pasa la prueba del olfato como razonable.

Conclusión

Una varilla de acero de 1 cm de radio hecha del mismo material que el marco de un automóvil debería resistir bastante bien una mordedura de T. Rex. En general, dada la comparación de energía en un trozo de T. Rex y un accidente automovilístico, los materiales y el diseño del parachoques de su automóvil deberían estar a la altura de la tarea anti-T. Blindaje Rex.

Ankylosaurus era el contemporáneo de T-Rex, y estaba blindado para protegerse de este tipo de cosas. La protección consistía en crecimientos óseos poco espaciados en la piel, aparentemente conectados al hueso y la musculatura debajo con tejido conectivo fuerte (por lo que un dinosaurio atacante no podría simplemente arrancar la protección). Esto se complementó con estar cerca del suelo y presentar una superficie grande y convexa en general, lo que probablemente dificultaría que T-Tex le diera un buen mordisco (especialmente cuando el objetivo se está moviendo y balanceando un garrote de cola para defenderse).

Reconstrucción moderna de un Ankylosaurus

Las tortugas son otra especie antigua (en realidad son anteriores a T-Rex), pero han desarrollado una solución similar. En el caso de las tortugas, las propias costillas han evolucionado para fusionarse y formar el caparazón protector . Si bien hasta donde se sabe, las tortugas, las tortugas terrestres o las tortugas acuáticas no fueron cazadas por T-Rex, existieron cocodrilos gigantes y otros grandes dinosaurios depredadores y criaturas marinas que se aprovechaban de las tortugas, por lo que desarrollar un caparazón duro fue obviamente ventajoso para los ancestros de las tortugas modernas. .

Ejemplo de caparazón de tortuga

Si las tortugas o sus parientes estuvieran siendo el objetivo de los tiranosaurios, rápidamente desarrollarían defensas adecuadas para evitar que se los comieran (con demasiada frecuencia), como caparazones más grandes y planos para proporcionar menos tracción para morder, construcción de caparazón más pesado o incluso modificar el costillas que forman las conchas para crear una especie de armazón. Si imaginamos que las secciones transversales de las costillas evolucionan hacia una configuración en "T", la parte superior blindada aún proporciona la protección, pero las partes de proyección que se encuentran debajo pueden adherirse de manera diferente al músculo y al tejido conectivo para distribuir mejor la presión, y estas partes inferiores del las costillas eventualmente pueden evolucionar para encajar entre sí para crear un patrón como el interior de un techo abovedado para proporcionar más soporte mecánico contra cargas de alta presión:

Un techo abovedado. La estructura interna de un caparazón de tortuga a prueba de T-Rex podría parecerse a esto

Las desventajas de estas medidas de protección es que son pesadas e inflexibles. Requieren mucha energía de la criatura que los transporta y hacen que sea más difícil competir contra otras criaturas en el ecosistema que explotan los mismos nichos. Algunas criaturas serán grandes y agresivas (como Triceratops ), mientras que otras pueden moverse en grandes manadas para protegerse y depender de la velocidad (como Hadrosaurids ). Las criaturas lentas y pesadas estarán en desventaja en ese entorno y, de hecho, Ankylosaurus parece haber sido una criatura bastante rara en función de la cantidad de restos óseos recuperados.