A	
  Decoding	
  Interview	
  on	
  the	
  Bottleneck	
  of	
  Correctly	
  Applying	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  Moving	
  Systems	
  
This	
  transcribed	
  Decoding	
  interview	
  was	
  part	
  of	
  a	
  study	
  conducted	
  by	
  the	
  Decoding	
  Faculty	
  Learning	
  
Community	
  at	
  Mount	
  Royal	
  University.	
  	
  It	
  is	
  analyzed	
  from	
  multiple	
  theoretical	
  perspectives	
  in	
  an	
  
upcoming	
  special	
  issue	
  of	
  NDTL	
  due	
  for	
  publication	
  in	
  2017:	
  
Miller-­‐Young,	
  Janice,	
  and	
  Jennifer	
  Boman,	
  eds.	
  (accepted.)	
  Using	
  the	
  Decoding	
  the	
  Disciplines	
  
Framework	
  for	
  Learning	
  Across	
  Disciplines,	
  New	
  Directions	
  for	
  Teaching	
  and	
  Learning.	
  San	
  Francisco:	
  
Jossey-­‐Bass.	
  
Patricia	
  -­‐	
  the	
  Decodee	
  
Diana:	
  Denotes	
  the	
  voice	
  of	
  the	
  interviewer	
  (Diana)	
  
Shantel:	
  Denotes	
  the	
  voice	
  of	
  the	
  second	
  interviewer	
  (Shantel)	
  
Wendy:	
  Denotes	
  the	
  voice	
  of	
  the	
  third	
  interviewer	
  (Wendy)	
  
Juan	
  Carlos:	
  Denotes	
  the	
  voice	
  of	
  the	
  fourth	
  interviewer	
  (Juan	
  Carlos)	
  
Louisa:	
  Denotes	
  the	
  voice	
  of	
  the	
  fifth	
  interviewer	
  (Louisa)	
  
Patricia:	
  Denotes	
  the	
  voice	
  of	
  the	
  respondent	
  (Patricia)	
  
Start	
  of	
  Audio	
  	
  0.00	
  
	
  

Understanding	
  the	
  bottleneck	
  

	
  
Patricia:	
  So	
  shall	
  I	
  start?	
  So	
  the	
  bottleneck	
  is	
  something	
  that	
  happens	
  in	
  my	
  Engineering	
  Dynamics	
  class	
  
because	
  …	
  a	
  little	
  bit	
  of	
  context:	
  basically	
  the	
  students	
  take	
  Statics	
  first	
  where	
  they	
  learn	
  how	
  to	
  analyze	
  
structures	
  and	
  things	
  that	
  don’t	
  move	
  and	
  figure	
  out	
  what	
  are	
  the	
  forces	
  acting	
  within	
  the	
  structures,	
  
and	
  then	
  after	
  that	
  they	
  take	
  my	
  class	
  of	
  Dynamics	
  where	
  they	
  start	
  analysing	
  things	
  that	
  are	
  moving.	
  
This	
  requires	
  them	
  to	
  apply	
  	
  Newton’s	
  Second	
  Law,	
  which	
  says	
  that	
  the	
  sum	
  of	
  the	
  forces	
  acting	
  on	
  a	
  
structure	
  or	
  a	
  body	
  cause	
  an	
  acceleration	
  which	
  is	
  proportional	
  –	
  the	
  amount	
  of	
  the	
  acceleration	
  –	
  is	
  
proportional	
  to	
  the	
  mass,	
  or	
  in	
  other	
  words,	
  F	
  =	
  ma	
  is	
  the	
  equation	
  they	
  are	
  applying.	
  So	
  in	
  Statics	
  that	
  is	
  
set	
  to	
  zero,	
  and	
  in	
  Dynamics,	
  of	
  course,	
  those	
  don’t	
  add	
  up	
  to	
  zero,	
  it	
  is	
  the	
  mass	
  times	
  the	
  acceleration.	
  
And	
  students	
  generally	
  seem	
  to	
  understand	
  this	
  concept	
  and	
  they	
  can	
  apply	
  it	
  in	
  simple	
  problems,	
  but	
  
then	
  when	
  we	
  get	
  to	
  more	
  complex	
  problems,	
  or	
  sometimes	
  parts	
  of	
  the	
  problem	
  look	
  like	
  something	
  
they	
  had	
  done	
  in	
  Statics	
  and	
  they	
  revert	
  back	
  to	
  adding	
  the	
  forces	
  up	
  to	
  be	
  equal	
  to	
  zero	
  and	
  they	
  kind	
  of	
  
forget	
  that	
  they	
  are	
  not	
  equal	
  to	
  zero.	
  So	
  that	
  …	
  
	
  
Wendy:	
  So	
  they	
  are	
  having	
  trouble	
  bringing	
  forward	
  …	
  they	
  are	
  sort	
  of	
  stuck	
  on	
  previous	
  knowledge	
  and	
  
they	
  are	
  having	
  trouble	
  understanding	
  the	
  new	
  knowledge,	
  or	
  incorporating	
  the	
  new	
  knowledge.	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah.	
  Yeah,	
  I	
  think	
  so,	
  or	
  they	
  just	
  revert	
  back	
  to	
  habits,	
  maybe?	
  So	
  the	
  example	
  I	
  gave	
  
yesterday	
  is	
  if	
  they	
  have	
  some	
  kind	
  of	
  an	
  object	
  hanging	
  off	
  a	
  rope	
  –	
  so	
  I	
  will	
  just	
  draw	
  some	
  kind	
  of	
  
arbitrary	
  object	
  –	
  and	
  if	
  this	
  object	
  isn’t	
  moving	
  then	
  the	
  tension	
  in	
  the	
  rope	
  is	
  going	
  to	
  be	
  equal	
  to	
  the	
  
weight	
  of	
  the	
  object,	
  but	
  if	
  this	
  object	
  is	
  accelerating	
  up	
  or	
  down	
  then	
  the	
  tension	
  isn’t	
  equal	
  to	
  the	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  1	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

weight	
  anymore	
  because	
  of	
  the	
  effect	
  of	
  the	
  acceleration.	
  When	
  they	
  get	
  to	
  complex	
  problems	
  where	
  
there	
  is	
  a	
  bunch	
  of	
  other	
  objects	
  moving	
  around	
  and	
  they	
  have	
  to	
  solve	
  this	
  system,	
  then	
  they	
  get	
  to	
  
analyzing	
  this	
  object	
  and	
  they	
  say,	
  ‘Oh,	
  but	
  the	
  tension	
  is	
  equal	
  to	
  the	
  weight,’	
  and	
  they	
  just	
  forget	
  to	
  
apply	
  the	
  Second	
  Law.,	
  because	
  again	
  they	
  are	
  –	
  I	
  am	
  not	
  sure	
  –	
  but	
  they	
  are	
  either	
  just	
  reverting	
  back	
  to	
  
a	
  habit	
  of	
  saying,	
  ‘Oh,	
  the	
  tension	
  is	
  equal	
  to	
  the	
  weight,’	
  because	
  they	
  do	
  that	
  so	
  much	
  in	
  their	
  Statics	
  
class,	
  or	
  they	
  haven’t	
  entirely	
  made	
  automatic,	
  perhaps	
  the	
  process	
  of	
  analysing	
  the	
  forces	
  and	
  setting	
  
them	
  equal	
  to	
  mass	
  times	
  acceleration,	
  or	
  they	
  are	
  not	
  exactly	
  sure.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  Patricia	
  when	
  you	
  …	
  when	
  they	
  are	
  given	
  problems	
  are	
  they	
  given	
  a	
  diagram,	
  or	
  is	
  it	
  more	
  
like	
  a	
  word	
  problem	
  that	
  they	
  then	
  have	
  to	
  draw?	
  
	
  
Patricia:	
  There	
  is	
  almost	
  always	
  a	
  diagram	
  so	
  they	
  have	
  to	
  simplify	
  …	
  they	
  take	
  …	
  if	
  they	
  are	
  analysing	
  a	
  
system	
  of	
  objects	
  we	
  generally	
  draw	
  a	
  diagram	
  of	
  each	
  object	
  and	
  analyze	
  what	
  is	
  happening	
  to	
  …	
  to	
  
each	
  object	
  and	
  then	
  relate	
  them	
  …	
  relate	
  them	
  all	
  back	
  to	
  each	
  other	
  to	
  figure	
  out	
  what	
  it	
  is	
  supposed	
  
to	
  be.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  the	
  other	
  day	
  when	
  you	
  drew	
  the	
  second	
  –	
  the	
  one	
  that	
  was	
  moving,	
  how	
  …	
  how	
  is	
  it	
  …	
  how	
  
it	
  is	
  shown	
  in	
  the	
  diagram	
  that	
  it	
  is	
  moving?	
  
	
  
Patricia:	
  So	
  it	
  is	
  not	
  necessarily	
  shown,	
  so	
  if	
  you	
  …	
  if	
  this	
  was	
  connect	
  to	
  –	
  so	
  it	
  is	
  on	
  a	
  pulley	
  or	
  
something	
  –	
  if	
  it	
  is	
  connected	
  a	
  whole	
  bunch	
  of	
  pulleys	
  over	
  here,	
  or	
  something,	
  with	
  a	
  whole	
  bunch	
  of	
  
weights	
  attached	
  the	
  question	
  might	
  be,	
  okay,	
  if	
  you	
  want	
  to	
  design	
  a	
  system	
  that	
  is	
  going	
  to	
  lift	
  this	
  
weight	
  with	
  a	
  certain	
  acceleration	
  how	
  much	
  weight	
  would	
  you	
  have	
  to	
  hang	
  on	
  the	
  other	
  end	
  of	
  the	
  
system	
  in	
  order	
  to	
  lift	
  this	
  one	
  up?	
  Or	
  what	
  would	
  be	
  the	
  tension	
  in	
  …	
  like	
  you	
  might	
  have	
  to	
  size	
  the	
  …	
  
size	
  the	
  rope,	
  so	
  how	
  strong	
  would	
  the	
  rope	
  need	
  to	
  be	
  to	
  be	
  able	
  to	
  make	
  this	
  system	
  move	
  at	
  the	
  
required	
  acceleration?	
  How	
  strong	
  does	
  the	
  rope	
  need	
  to	
  be?	
  So	
  what	
  would	
  be	
  the	
  maximum	
  tension	
  in	
  
the	
  rope?	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  the	
  reason	
  I	
  know	
  that	
  it	
  is	
  moving	
  is	
  because	
  that	
  is	
  the	
  context?	
  
	
  
Patricia:	
  Also	
  because	
  the	
  name	
  of	
  the	
  course	
  is	
  part	
  of	
  the	
  question!	
  Yeah,	
  I	
  mean	
  it	
  is	
  implied	
  in	
  the	
  
question	
  how	
  …	
  how	
  much	
  mass	
  do	
  you	
  have	
  to	
  hang	
  on	
  here	
  to	
  move	
  this	
  side	
  of	
  the	
  system	
  up	
  by	
  a	
  
certain	
  acceleration?	
  It	
  is	
  a	
  moving	
  system,	
  right?	
  But	
  it	
  is	
  not	
  usually	
  …	
  there	
  is	
  no	
  motion	
  shown	
  in	
  the	
  
diagram,	
  usually.	
  
	
  
Shantel:	
  Yeah,	
  so	
  the	
  diagram	
  itself	
  could	
  look	
  …	
  what	
  I	
  was	
  getting	
  at	
  is	
  does	
  it	
  look	
  to	
  them,	
  does	
  it	
  
sort	
  of	
  trigger	
  them	
  to	
  remind	
  them	
  of	
  what	
  they	
  have	
  done	
  before?	
  
	
  
Patricia:	
  Well	
  actually	
  the	
  diagram	
  could	
  look	
  exactly	
  the	
  same	
  as	
  a	
  statics	
  problem,	
  so	
  the	
  statics	
  
problem	
  could	
  be,	
  okay,	
  here	
  are	
  some	
  weights	
  hanging	
  on	
  the	
  system	
  and	
  what	
  is	
  the	
  tension	
  of	
  the	
  
rope,	
  or	
  something	
  like	
  that.	
  Or	
  what	
  kind	
  of	
  weight	
  you	
  have	
  to	
  hang	
  on	
  this	
  side	
  to	
  balance	
  the	
  system	
  
so	
  that	
  it	
  doesn’t	
  move,	
  or	
  something	
  like	
  that,	
  so	
  the	
  diagram	
  could	
  be	
  exactly	
  the	
  same.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  that	
  is	
  part	
  of	
  the	
  problem,	
  perhaps.	
  
	
  
Patricia:	
  Clear?	
  All	
  clear	
  as	
  mud?	
  
	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  2	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

Juan	
  Carlos:	
  Leaving	
  aside	
  the	
  formula,	
  what	
  do	
  you	
  think	
  is	
  the	
  concept	
  here?	
  How	
  would	
  you	
  state	
  the	
  
concept	
  –	
  the	
  central	
  concept?	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  the	
  basic	
  concept	
  is	
  that	
  in	
  order	
  for	
  an	
  object	
  to	
  be	
  accelerated	
  there	
  has	
  to	
  be	
  a	
  net	
  
force	
  acting	
  on	
  it,	
  so	
  forces	
  can’t	
  add	
  up	
  to	
  zero,	
  they	
  can’t	
  all	
  balance	
  each	
  other	
  out	
  –	
  the	
  external	
  
forces	
  –	
  because	
  if	
  they	
  did	
  the	
  object	
  wouldn’t	
  move	
  or	
  accelerate.	
  But	
  because	
  they	
  do	
  Statics	
  first	
  they	
  
always	
  revert	
  back	
  to	
  that	
  habit.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  So	
  does	
  this	
  involve	
  the	
  concept	
  that	
  an	
  object	
  at	
  rest	
  tends	
  to	
  remain	
  at	
  rest	
  unless	
  it	
  …?	
  
	
  
Patricia:	
  Yes,	
  so	
  that	
  is	
  actually	
  Newton’s	
  First	
  Law,	
  which	
  they	
  do	
  in	
  Statics,	
  so	
  an	
  object	
  at	
  rest	
  tends	
  to	
  
remain	
  at	
  rest	
  if	
  there	
  is	
  no	
  net	
  external	
  force	
  acting	
  on	
  it.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  And	
  are	
  they	
  reminded	
  of	
  that	
  concept	
  before	
  they	
  approach	
  a	
  problem	
  like	
  this?	
  
	
  
Patricia:	
  Are	
  they	
  reminded	
  of	
  …?	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  Of	
  Newton’s	
  First	
  Law,	
  and	
  then	
  of	
  the	
  Second	
  Law	
  which	
  is	
  mass	
  times	
  acceleration	
  …?	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  and	
  I	
  mean,	
  I	
  …	
  the	
  first	
  is	
  the	
  free	
  body	
  diagram,	
  I	
  mean	
  we	
  require	
  them	
  …	
  that	
  is	
  part	
  
of	
  solving	
  the	
  equation,	
  you	
  have	
  to	
  draw	
  a	
  free	
  body	
  diagram	
  of	
  each	
  object	
  you	
  are	
  analysing	
  because	
  
we	
  know	
  that	
  that	
  helps	
  them	
  remember,	
  but	
  then	
  they	
  still	
  sometimes	
  …	
  they	
  seem	
  to	
  skip	
  that	
  step.	
  
	
  
Shantel:	
  Can	
  you	
  draw	
  that	
  again?	
  That	
  free	
  body?	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  so	
  the	
  idea	
  of	
  free	
  body	
  is	
  in	
  physics	
  or	
  engineering	
  we	
  would	
  take	
  the	
  object	
  that	
  we	
  are	
  
analysing	
  and	
  separate	
  it	
  out	
  from	
  all	
  of	
  its	
  contexts	
  so	
  we	
  can	
  just	
  look	
  at	
  the	
  one	
  object.	
  But	
  to	
  make	
  
that	
  free	
  body	
  an	
  equivalent	
  body	
  to	
  what	
  it	
  is	
  in	
  context	
  we	
  replace	
  everything	
  with	
  forces.	
  So	
  if	
  we	
  
were	
  to	
  just	
  look	
  at	
  this	
  object	
  then	
  we	
  would	
  say,	
  okay,	
  if	
  we	
  draw	
  the	
  object	
  by	
  itself,	
  in	
  order	
  for	
  this	
  
to	
  be	
  equivalent	
  to	
  this,	
  then	
  the	
  physical	
  effects	
  of	
  the	
  things	
  touching	
  this	
  object	
  need	
  to	
  be	
  drawn	
  in	
  
here.	
  So	
  there	
  is	
  a	
  rope	
  touching	
  the	
  object	
  which	
  is	
  causing	
  a	
  tension	
  force	
  and	
  pulling	
  it	
  up,	
  so	
  we	
  
would	
  replace	
  that	
  with	
  drawing	
  the	
  force.	
  And	
  then	
  there	
  is	
  nothing	
  else	
  touching	
  this	
  object,	
  so	
  the	
  
only	
  other	
  force	
  would	
  be	
  the	
  weight	
  of	
  the	
  object,	
  so	
  we	
  would	
  draw	
  that	
  and	
  the	
  weight	
  is	
  tending	
  to	
  
pull	
  the	
  object	
  down.	
  So	
  in	
  Statics	
  this	
  would	
  be	
  all	
  you	
  would	
  need	
  to	
  draw,	
  and	
  if	
  you	
  add	
  those	
  forces	
  
up	
  it	
  is	
  clear	
  that	
  the	
  tension	
  has	
  to	
  be	
  equal	
  to	
  the	
  weight	
  for	
  those	
  forces	
  to	
  add	
  up	
  to	
  zero.	
  Again,	
  in	
  
Dynamics	
  they	
  don’t	
  usually	
  add	
  up	
  to	
  zero	
  and	
  so	
  we	
  require	
  the	
  students	
  to	
  draw	
  the	
  other	
  half	
  of	
  that	
  
equation	
  and	
  draw	
  the	
  mass	
  acceleration	
  vector	
  on	
  the	
  right	
  hand	
  side.	
  So	
  depending	
  on	
  whether	
  this	
  
system	
  is	
  moving	
  up	
  or	
  down	
  we	
  would	
  draw	
  that	
  going	
  up	
  or	
  down.	
  The	
  idea	
  is	
  making	
  them	
  draw	
  this	
  
is	
  supposed	
  to	
  help	
  them	
  remember	
  that,	
  no,	
  the	
  tension	
  isn’t	
  equal	
  to	
  the	
  weight	
  anymore	
  because	
  we	
  
have	
  this	
  thing	
  on	
  the	
  other	
  side	
  that	
  is	
  affecting	
  the	
  forces,	
  but	
  they	
  always	
  seem	
  to	
  just	
  revert	
  back.	
  So	
  
they	
  will	
  analyze	
  this	
  complicated	
  system	
  over	
  here,	
  and	
  then	
  they	
  will	
  just	
  look	
  at	
  this	
  and	
  go,	
  ‘Oh	
  yeah,	
  
the	
  tension	
  is	
  equal	
  to	
  the	
  weight,’	
  and	
  then	
  they	
  will	
  continue	
  on,	
  on	
  this	
  part.	
  The	
  more	
  complex	
  
problem	
  they	
  just	
  skip	
  over	
  that	
  step	
  and	
  just	
  don’t	
  seem	
  to	
  remember	
  to	
  do	
  it.	
  
	
  
Shantel:	
  Okay,	
  so	
  can	
  I	
  ask,	
  just	
  so	
  I	
  am	
  understanding	
  this	
  in	
  my	
  kind	
  of	
  …	
  so	
  in	
  an	
  everyday	
  kind	
  of	
  
context	
  what	
  this	
  is	
  really	
  about	
  is	
  like	
  if	
  I	
  want	
  to	
  move	
  something	
  that	
  is	
  heavy,	
  like	
  this	
  TV,	
  I	
  have	
  to	
  
pull	
  on	
  it	
  hard.	
  
	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  3	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

Patricia:	
  You	
  have	
  to	
  apply	
  force.	
  
	
  
Shantel:	
  And	
  the	
  heavier	
  it	
  is	
  the	
  more	
  I	
  have	
  to	
  …	
  the	
  more	
  …	
  the	
  harder	
  I	
  have	
  to	
  pull	
  on	
  it,	
  right?	
  
	
  
Patricia:	
  Um	
  hum.	
  
	
  
Shantel:	
  In	
  order	
  to	
  actually	
  move	
  it	
  -­‐	
  or	
  how	
  quickly?	
  So	
  the	
  harder	
  I	
  pull	
  it,	
  the	
  faster	
  it	
  is	
  going	
  to	
  
move,	
  right?	
  
	
  
Patricia:	
  Right.	
  
	
  

Decoding	
  the	
  bottleneck	
  

	
  
Shantel:	
  Okay.	
  So	
  there	
  …	
  so	
  there	
  is	
  kind	
  of	
  a	
  …	
  because	
  you	
  talked	
  about	
  the	
  other	
  day,	
  you	
  said	
  you	
  
had	
  -­‐	
  when	
  we	
  asked	
  you	
  about	
  what	
  you	
  do	
  in	
  your	
  line	
  –	
  you	
  said	
  you	
  had	
  a	
  kinesthetic	
  feeling,	
  you	
  
had	
  a	
  feeling	
  of	
  this	
  process?	
  
	
  
Patricia:	
  Um	
  hum.	
  
	
  
Wendy:	
  So	
  could	
  you	
  describe	
  that	
  or	
  talk	
  about	
  that	
  a	
  bit	
  more?	
  
	
  
Patricia:	
  So	
  in	
  the	
  example	
  of	
  a	
  weight	
  hanging	
  off	
  a	
  rope	
  –	
  and	
  I	
  keep	
  going	
  back	
  to	
  this	
  one	
  because	
  it	
  
is	
  a	
  nice,	
  simple	
  example,	
  but	
  there	
  are	
  other	
  cases	
  where	
  this	
  would	
  be	
  applied	
  	
  -­‐	
  but	
  if	
  you	
  were	
  holding	
  
a	
  weight	
  on	
  the	
  end	
  of	
  a	
  rope	
  and	
  just	
  holding	
  it,	
  the	
  amount	
  of	
  weight	
  you	
  would	
  feel	
  pulling	
  down	
  on	
  
your	
  hand	
  would	
  be	
  the	
  weight	
  essentially,	
  but	
  if	
  you	
  tried	
  to	
  pull	
  it	
  up	
  really	
  fast	
  you	
  would	
  feel	
  more	
  
force	
  pulling	
  down	
  on	
  your	
  hand	
  because	
  you	
  are	
  trying	
  to	
  accelerate	
  it	
  up,	
  so	
  the	
  tension	
  …	
  the	
  tension	
  
here	
  has	
  to	
  be	
  higher	
  than	
  this	
  to	
  cause	
  that	
  acceleration	
  up.	
  And	
  then	
  the	
  same	
  thing	
  in	
  an	
  elevator,	
  
actually,	
  when	
  you	
  first	
  start	
  moving	
  up	
  in	
  an	
  elevator	
  you	
  feel	
  heavier	
  because	
  there	
  is	
  that	
  total	
  force	
  
underneath	
  you	
  has	
  to	
  be	
  higher	
  than	
  your	
  weight	
  to	
  start	
  moving	
  you	
  and	
  accelerating	
  you	
  upwards.	
  
When	
  you	
  start	
  going	
  down	
  in	
  the	
  elevator	
  you	
  feel	
  light	
  for	
  a	
  second	
  when	
  it	
  is	
  accelerating	
  down	
  
because	
  that	
  force	
  underneath	
  you	
  is	
  actually	
  lighter	
  than	
  your	
  weight	
  while	
  the	
  elevator	
  is	
  accelerating.	
  
So	
  in	
  the	
  case	
  of	
  the	
  weight	
  on	
  the	
  end	
  of	
  a	
  rope	
  if	
  you	
  suddenly	
  just	
  let	
  it	
  drop	
  the	
  force	
  on	
  your	
  hand	
  
would	
  feel	
  less.	
  
	
  
Wendy:	
  So	
  when	
  you	
  thought	
  about	
  those	
  concepts	
  in	
  your	
  head	
  do	
  you	
  typically	
  think	
  of	
  the	
  elevator	
  
yourself	
  as	
  a	
  way	
  of	
  visualizing	
  it	
  or	
  feeling	
  it?	
  Or	
  is	
  there	
  something	
  else?	
  
	
  
Patricia:	
  Not	
  consciously,	
  I	
  guess.	
  I	
  guess	
  somehow	
  I	
  just	
  …	
  I	
  don’t	
  know	
  if	
  it	
  is	
  a	
  combination	
  of	
  …	
  this	
  is	
  
just	
  what	
  I	
  was	
  saying	
  the	
  other	
  day,	
  I	
  don’t	
  actually	
  know	
  if	
  I	
  could	
  ever	
  actually	
  decode	
  this	
  because	
  it	
  
is	
  so	
  innate	
  I	
  don’t	
  know	
  what	
  I	
  do,	
  but	
  I	
  just	
  have	
  this	
  innate	
  understanding	
  that	
  the	
  forces	
  are	
  not	
  
necessarily	
  balanced	
  anymore	
  because	
  the	
  object	
  is	
  moving	
  and	
  there	
  has	
  to	
  be	
  some	
  unbalanced	
  force	
  
working	
  on	
  them	
  to	
  cause	
  that	
  movement.	
  
	
  
Shantel:	
  And	
  do	
  you	
  see	
  this	
  …	
  so	
  back	
  to	
  what	
  you	
  see	
  in	
  your	
  mind,	
  you	
  don’t	
  necessarily	
  see	
  it	
  in	
  your	
  
mind?	
  Do	
  you	
  see	
  -­‐	
  when	
  you	
  look	
  at	
  this	
  diagram	
  -­‐	
  do	
  you	
  see	
  it	
  moving?	
  Is	
  it	
  moving?	
  Or	
  do	
  you	
  just	
  
know…	
  you	
  know	
  that	
  is	
  moving?	
  Do	
  you	
  know	
  what	
  I	
  am	
  saying?	
  Do	
  you	
  just	
  picture	
  it,	
  or	
  …?	
  
	
  
Patricia:	
  No,	
  I	
  don’t	
  think	
  I	
  do.	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  4	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
Shantel:	
  Like	
  that	
  cartoon	
  kind	
  of	
  idea,	
  like	
  …?	
  
	
  
Patricia:	
  No,	
  I	
  don’t	
  think	
  I	
  do,	
  but	
  that	
  just	
  may	
  be	
  from	
  years	
  of	
  working	
  with	
  textbook	
  examples,	
  you	
  
know,	
  2D	
  static	
  pictures.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  This	
  really	
  mystifies	
  me	
  because	
  they	
  seem	
  to	
  be	
  to	
  be	
  two	
  very	
  simple	
  concepts,	
  and	
  how	
  
people	
  can	
  confuse	
  them	
  is	
  a	
  mystery	
  to	
  me.	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  I	
  was	
  thinking	
  about	
  this	
  too;	
  so	
  I	
  think	
  somehow	
  they	
  have	
  just	
  …	
  they	
  have	
  internalized	
  
this	
  simple	
  example	
  of	
  when	
  they	
  see	
  a	
  picture	
  that	
  looks	
  like	
  this	
  they	
  see,	
  ‘Oh,	
  the	
  tension	
  is	
  equal	
  to	
  
the	
  weight,’	
  because	
  they	
  have	
  done	
  that	
  so	
  many	
  times	
  in	
  Statics,	
  and	
  then	
  they	
  are	
  just	
  …	
  it	
  is	
  just	
  so	
  
automatic,	
  it	
  is	
  like	
  a	
  step,	
  a	
  recipe	
  sort	
  of	
  thing,	
  and	
  they	
  memorize	
  this	
  and	
  then	
  they	
  just	
  can’t	
  get	
  past	
  
it	
  when	
  they	
  get	
  to	
  doing	
  the	
  dynamics	
  example.	
  
	
  
Wendy:	
  So	
  what	
  helped	
  you	
  yourself	
  get	
  past	
  it	
  when	
  you	
  were	
  learning	
  it	
  years	
  ago?	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  think,	
  and	
  again	
  this	
  …	
  I	
  mean	
  it	
  was	
  so	
  long	
  ago	
  it	
  is	
  hard	
  to	
  say,	
  right?	
  I	
  think	
  it	
  is	
  …	
  it	
  is	
  
drawing	
  …	
  remember	
  to	
  draw	
  the	
  free	
  body	
  diagram	
  and	
  not	
  just	
  make	
  that	
  initial	
  assumption.	
  I	
  
remember	
  back	
  to	
  whatever	
  it	
  was,	
  grade	
  four	
  or	
  five	
  math	
  when	
  you	
  learn	
  order	
  of	
  operations	
  –	
  I	
  don’t	
  
know,	
  I	
  am	
  talking	
  math	
  again	
  –	
  but	
  I	
  remember	
  our	
  teacher	
  doing	
  something	
  like,	
  you	
  know.	
  x	
  +	
  3	
  =	
  5	
  
and	
  he	
  would	
  make	
  us	
  write	
  ‘-­‐3’	
  and	
  ‘-­‐3’	
  on	
  each	
  side	
  of	
  the	
  equation	
  and	
  then	
  you	
  get	
  x	
  =	
  2	
  and	
  I	
  was	
  
just	
  annoyed	
  because	
  it	
  was	
  so	
  stupid	
  because	
  it	
  was	
  so	
  obvious	
  that	
  x	
  +	
  3	
  =	
  5	
  and	
  it	
  is	
  just	
  that	
  x	
  is	
  equal	
  
to	
  2!	
  So	
  why	
  do	
  I	
  have	
  to	
  write	
  ‘-­‐3’	
  on	
  each	
  side?	
  Because	
  you	
  are	
  training	
  those	
  steps	
  so	
  that	
  when	
  you	
  
get	
  to	
  a	
  more	
  complicated	
  problem	
  you	
  know	
  how	
  to	
  apply	
  the	
  steps,	
  right?	
  So	
  I	
  guess	
  they	
  are	
  learning	
  
to	
  apply	
  this	
  simplified	
  version	
  first,	
  and	
  then	
  they	
  are	
  not	
  applying	
  the	
  full	
  …	
  the	
  full	
  step.	
  
	
  
Diana:	
  Patricia,	
  you	
  said	
  something	
  interesting	
  a	
  minute	
  ago.	
  You	
  said	
  when	
  you	
  approach	
  it	
  you	
  don’t	
  
make	
  the	
  initial	
  assumption,	
  you	
  draw	
  the	
  diagram.	
  So	
  is	
  there	
  some	
  kind	
  of	
  …	
  you	
  have	
  to	
  stop	
  yourself	
  
from	
  making	
  an	
  immediate	
  judgement?	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  think	
  so.	
  I	
  think	
  because,	
  again,	
  the	
  more	
  and	
  more	
  complex	
  these	
  system	
  get	
  the	
  more	
  
valuable	
  drawing	
  this	
  out	
  becomes	
  so	
  …	
  so	
  maybe	
  that	
  is	
  what	
  it	
  is,	
  I	
  recognize	
  the	
  fact	
  that	
  this	
  is	
  going	
  
to	
  be	
  valuable	
  as	
  the	
  questions	
  become	
  more	
  and	
  more	
  complicated	
  and	
  they	
  just	
  haven’t	
  realized	
  that	
  
yet.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  do	
  you	
  …	
  is	
  it	
  that	
  the	
  students	
  that	
  do	
  draw	
  that,	
  do	
  they	
  get	
  it	
  right,	
  and	
  the	
  students	
  that	
  
don’t	
  draw	
  it	
  get	
  it	
  wrong?	
  Is	
  it	
  really	
  that	
  step	
  of	
  drawing	
  it	
  that	
  will	
  solve	
  it	
  for	
  them,	
  or	
  if	
  they	
  draw	
  it,	
  
do	
  they	
  draw	
  it	
  wrong?	
  Do	
  you	
  know	
  what	
  I	
  mean?	
  
	
  
Patricia:	
  That	
  is	
  a	
  good	
  question.	
  I	
  would	
  say	
  a	
  little	
  bit	
  of	
  both;	
  so	
  I	
  have,	
  you	
  know,	
  students	
  are	
  
required	
  …	
  they	
  are	
  supposed	
  to	
  draw	
  a	
  free	
  body	
  diagram	
  first	
  for	
  every	
  mass	
  in	
  the	
  system	
  they	
  are	
  
supposed	
  to	
  analyse,	
  and	
  in	
  a	
  dynamics	
  problem	
  they	
  are	
  supposed	
  to	
  draw	
  both	
  sides	
  of	
  the	
  equation.	
  
The	
  idea	
  is	
  if	
  you	
  can	
  draw	
  this	
  properly	
  the	
  equation	
  and	
  the	
  rest	
  of	
  it	
  is	
  easy,	
  it	
  is	
  just	
  math,	
  it	
  is	
  figuring	
  
out	
  the	
  forces	
  acting	
  on	
  it,	
  and	
  drawing	
  this	
  diagram	
  properly	
  and	
  the	
  equation	
  is	
  supposed	
  to	
  come	
  out	
  
of	
  the	
  diagram.	
  Now	
  I	
  forget	
  where	
  I	
  was	
  going	
  with	
  that	
  –	
  would	
  you	
  repeat	
  the	
  question?	
  
	
  
Shantel:	
  Oh,	
  it	
  is	
  a	
  question	
  of	
  them	
  drawing	
  the	
  diagram,	
  or	
  actually	
  drawing	
  the	
  diagram	
  incorrectly.	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  5	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
Patricia:	
  Okay,	
  right,	
  so	
  I	
  guess	
  I	
  have	
  seen	
  students	
  who	
  just	
  don’t	
  bother	
  to	
  draw	
  a	
  diagram	
  for	
  the	
  
case	
  of	
  an	
  object	
  hanging	
  on	
  a	
  rope	
  –	
  again,	
  going	
  back	
  to	
  this	
  example	
  we	
  just	
  did	
  –	
  they	
  would	
  write	
  all	
  
their	
  equations	
  for	
  the	
  other	
  parts	
  and	
  then	
  just	
  say,	
  ‘Oh,	
  the	
  tension	
  is	
  equal	
  to	
  the	
  weight,’	
  and	
  do	
  their	
  
equations.	
  And	
  then	
  there	
  is	
  the	
  occasional	
  person	
  who	
  will	
  just	
  skip	
  over	
  it	
  and	
  say,	
  ‘Well,	
  tension	
  is	
  
equal	
  to	
  the	
  weight,’	
  and	
  continue	
  on.	
  But	
  for	
  the	
  most	
  part	
  I	
  think	
  if	
  they	
  draw	
  this	
  usually	
  they	
  don’	
  t	
  
make	
  that	
  mistake,	
  so	
  they	
  haven’t	
  internalized	
  the	
  value	
  of	
  this	
  step	
  maybe?	
  Again,	
  this	
  is	
  a	
  real	
  …	
  this	
  
is	
  a	
  simple	
  example	
  I	
  chose	
  to	
  try	
  and	
  demonstrate,	
  but	
  as	
  we	
  go	
  through	
  the	
  course	
  and	
  the	
  examples	
  
we	
  get	
  …	
  the	
  objects	
  we	
  are	
  analysing,	
  you	
  know,	
  have	
  forces	
  in	
  multiple	
  directions	
  and	
  many	
  forces	
  
acting	
  on	
  them,	
  like	
  there	
  could	
  be	
  five	
  forces	
  in	
  different	
  directions	
  acting	
  on	
  one	
  object,	
  and	
  then	
  it	
  
becomes	
  …	
  like	
  you	
  really	
  do	
  need	
  to	
  have	
  this	
  diagram	
  in	
  order	
  to	
  …	
  to	
  solve	
  the	
  problem	
  because	
  you	
  
can’t	
  just	
  automatically	
  make	
  those	
  jumps	
  anymore.	
  
	
  
Shantel:	
  Do	
  they	
  get	
  marks	
  for	
  that	
  step?	
  
	
  
Patricia:	
  Um	
  hum.	
  Yep,	
  and	
  in	
  fact	
  if	
  they	
  got	
  the	
  question	
  right	
  and	
  they	
  didn’t	
  draw	
  the	
  diagram	
  I	
  will	
  
still	
  take	
  marks	
  off	
  because	
  we	
  are	
  trying	
  to	
  emphasize	
  that	
  this	
  is	
  important.	
  This	
  is	
  the	
  engineering	
  
part,	
  and	
  after	
  that	
  it	
  is	
  really	
  just	
  math.	
  Just	
  math!	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  I	
  know	
  that	
  you	
  sort	
  of	
  skip	
  over	
  the	
  visualization	
  and	
  go	
  directly	
  to	
  the	
  solution	
  in	
  your	
  
mind,	
  but	
  let	
  me	
  ask	
  this	
  one,	
  do	
  you	
  visualize	
  the	
  system	
  in	
  motion	
  first	
  and	
  then	
  isolate	
  the	
  case	
  of	
  the	
  
system	
  not	
  being	
  in	
  motion	
  in	
  order	
  to	
  figure	
  it	
  out,	
  or	
  do	
  you	
  visualize	
  the	
  system	
  not	
  in	
  motion	
  and	
  
then	
  put	
  it	
  into	
  motion?	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  don’t	
  think	
  I	
  visualize	
  the	
  system.	
  I	
  might	
  think	
  about,	
  well,	
  if	
  the	
  weight	
  on	
  this	
  side	
  is	
  heavier	
  
then	
  it	
  will	
  go	
  down	
  and	
  therefore	
  that	
  is	
  going	
  to	
  move	
  that	
  up,	
  but	
  it	
  is	
  more	
  …	
  it	
  is	
  more	
  just	
  working	
  it	
  
out	
  in	
  my	
  head,	
  and	
  I	
  don’t	
  think	
  I	
  actually	
  visualize	
  it	
  moving.	
  
	
  
Diana:	
  What	
  do	
  you	
  mean	
  by	
  ‘working	
  it	
  out’?	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  so	
  let’s	
  say,	
  for	
  example,	
  you	
  were	
  given	
  this	
  system	
  and	
  then	
  you	
  were	
  saying,	
  okay,	
  to	
  
hang	
  a	
  weight	
  of	
  a	
  certain	
  amount	
  on	
  the	
  end	
  and	
  find	
  out	
  what	
  the	
  acceleration	
  of	
  the	
  system	
  is,	
  so	
  it	
  
doesn’t	
  actually	
  tell	
  you	
  whether	
  this	
  part	
  is	
  moving	
  up	
  or	
  down,	
  or	
  if	
  this	
  part	
  is	
  moving	
  up	
  or	
  down,	
  you	
  
would	
  have	
  to	
  …	
  you	
  don’t	
  even	
  have	
  to	
  know	
  that	
  to	
  solve	
  the	
  problem,	
  but	
  generally	
  my	
  first	
  step	
  
would	
  be	
  to	
  get	
  a	
  sense	
  of	
  well,	
  this	
  one	
  is	
  heavier	
  so	
  it	
  is	
  probably	
  going	
  to	
  move	
  down,	
  but	
  it	
  also	
  
depends	
  on	
  	
  a	
  lot	
  of	
  complicated	
  things	
  that	
  are	
  happening	
  over	
  here,	
  so	
  I	
  don’t	
  usually	
  try	
  to	
  figure	
  that	
  
out	
  in	
  advance,	
  I	
  try	
  to,	
  you	
  know,	
  break	
  it	
  down	
  into	
  the	
  simple	
  parts	
  and	
  look	
  at	
  each	
  simple	
  part	
  by	
  
itself	
  and	
  then	
  put	
  it	
  back	
  together.	
  When	
  these	
  systems	
  get	
  more	
  complicated	
  you	
  can’t	
  actually	
  tell	
  just	
  
from	
  looking	
  at	
  it	
  which	
  way	
  it	
  is	
  moving	
  and	
  that	
  is	
  part	
  of	
  the	
  problem.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  you	
  can’t	
  …	
  so	
  can	
  you,	
  at	
  sort	
  of	
  the	
  start	
  of	
  a	
  problem,	
  can	
  you	
  …	
  do	
  you	
  have	
  a	
  sense	
  
when	
  you	
  get	
  an	
  answer	
  whether	
  it	
  is	
  right	
  or	
  not?	
  Like	
  do	
  you	
  have	
  a	
  feel	
  for	
  when	
  you	
  look	
  at	
  a	
  
diagram	
  what	
  the	
  answer	
  is	
  probably	
  going	
  to	
  be?	
  You	
  know,	
  sometimes,	
  like	
  I	
  remember	
  doing	
  word	
  
problems	
  and	
  you	
  had	
  to	
  think	
  back	
  to,	
  ‘This	
  is	
  a	
  really	
  improbable	
  answer	
  that	
  I	
  got.	
  I	
  must	
  have	
  made	
  a	
  
mistake	
  somewhere.’	
  Do	
  you	
  have	
  a	
  feel	
  for	
  that?	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  think	
  …	
  I	
  think	
  I	
  have	
  a	
  feel,	
  but	
  again,	
  the	
  more	
  complex	
  a	
  problem	
  is	
  you	
  might	
  know	
  what	
  
seems	
  to	
  be	
  reasonable,	
  but	
  you	
  would	
  also	
  know	
  when	
  it	
  would	
  be	
  reasonable	
  not	
  to	
  know,	
  if	
  that	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  6	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

makes	
  sense?	
  So	
  yeah,	
  depending	
  on	
  how	
  the	
  pulleys	
  are	
  set	
  up,	
  and	
  depending	
  on	
  what	
  the	
  weight	
  is	
  it	
  
could	
  move	
  either	
  way.	
  I	
  guess	
  I	
  have	
  …	
  what	
  I	
  am	
  trying	
  to	
  say	
  is	
  I	
  guess	
  I	
  have	
  a	
  sense	
  of	
  when	
  it	
  is	
  not	
  
possible	
  to	
  know	
  which	
  way	
  it	
  is	
  going	
  to	
  move.	
  
	
  
Diana:	
  I	
  was	
  just	
  going	
  to	
  say	
  it	
  sounds	
  like	
  you	
  are	
  bringing	
  a	
  lot	
  of	
  your	
  knowledge	
  of	
  more	
  complex	
  
systems	
  backwards	
  to	
  this.	
  It	
  seems	
  like	
  because	
  you	
  know	
  what	
  could	
  happen	
  when	
  it	
  gets	
  more	
  
complex	
  and	
  you	
  had	
  experience	
  with	
  all	
  those	
  complexities	
  you	
  are	
  kind	
  of	
  bringing	
  that	
  in	
  to	
  making	
  
your	
  judgements	
  about	
  what	
  is	
  happening	
  when	
  it	
  is	
  simple	
  –is	
  that	
  true?	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  That	
  was	
  kind	
  of	
  the	
  thrust	
  of	
  my	
  question	
  about	
  whether	
  you	
  visualize	
  the	
  system	
  in	
  
motion,	
  or	
  pick	
  out	
  all	
  the	
  static	
  parts	
  and	
  put	
  them	
  together,	
  and	
  that	
  was	
  the	
  same	
  kind	
  of	
  thing	
  I	
  was	
  
trying	
  to	
  get	
  at.	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  I	
  guess	
  I	
  don’t	
  try	
  to	
  visualize	
  the	
  system	
  first	
  because	
  I	
  know	
  the	
  more	
  complex	
  it	
  is	
  you	
  
can’t	
  just	
  actually	
  look	
  at	
  it	
  and	
  necessarily	
  figure	
  it	
  out,	
  and	
  that	
  is	
  why	
  it	
  is	
  important	
  to	
  look	
  at	
  all	
  the	
  
pieces.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  can	
  I	
  go	
  back?	
  I	
  am	
  really	
  interested	
  in	
  the	
  kinesthetic	
  element	
  of	
  this	
  because	
  it	
  almost	
  …	
  I	
  
would	
  have	
  assumed,	
  based	
  on	
  what	
  I	
  know	
  about	
  engineering,	
  that	
  this	
  is	
  a	
  totally	
  visual	
  process	
  for	
  
you,	
  but	
  you	
  made	
  that	
  comment	
  about	
  feeling	
  it	
  more	
  than	
  seeing	
  it,	
  and	
  so	
  are	
  you	
  bringing,	
  like	
  your	
  
field	
  experience	
  of	
  seeing	
  these	
  kinds	
  of	
  things	
  in	
  operation	
  so	
  you	
  know	
  that	
  it…	
  there	
  is	
  this	
  embodied	
  
feeling	
  of	
  some	
  of	
  these	
  kinds	
  of	
  forces	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  Like	
  the	
  elevator	
  example?	
  Yeah.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  do	
  the	
  students	
  …	
  do	
  you	
  have	
  labs	
  with	
  this	
  kind	
  of	
  thing?	
  Do	
  they	
  have	
  …	
  do	
  they	
  get	
  
experience	
  with	
  actual	
  objects	
  to	
  support	
  these	
  kinds	
  of	
  processes	
  or	
  physical	
  …	
  processes?	
  
	
  
Patricia:	
  That	
  is	
  a	
  good	
  question.	
  Yes,	
  they	
  do	
  have	
  labs	
  but	
  I	
  know	
  if	
  it	
  really…	
  I	
  mean	
  we	
  obviously	
  y	
  
haven’t	
  sat	
  down	
  and	
  decoded	
  some	
  of	
  these	
  bottlenecks	
  really	
  intentionally	
  and	
  tried	
  to	
  think	
  of	
  what	
  
kinds	
  of	
  activities	
  can	
  we	
  do	
  to	
  address	
  this	
  particular	
  issue.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  So	
  they	
  don’t	
  …	
  they	
  do	
  not	
  go	
  into	
  a	
  lab	
  where	
  there	
  is	
  a	
  pulley	
  system	
  with	
  weights?	
  
	
  
Patricia:	
  We	
  don’t	
  actually	
  have	
  a	
  pulley	
  system	
  in	
  our	
  lab.	
  
	
  
Shantel:	
  I	
  know	
  with	
  teaching	
  math	
  –	
  math	
  concepts	
  –	
  to	
  young	
  children,	
  and	
  I	
  am	
  much	
  more	
  familiar	
  
with	
  that,	
  and	
  there	
  is	
  a	
  process	
  that	
  has	
  been	
  really	
  well	
  developed	
  of	
  starting	
  them	
  with	
  manipulatives	
  
first,	
  and	
  then	
  going	
  to	
  visual	
  representations,	
  and	
  then	
  symbolic,	
  and	
  that	
  seems	
  to	
  work	
  best	
  for	
  many	
  
kids.	
  There	
  is	
  such	
  a	
  concern	
  that	
  some	
  kids,	
  over	
  many	
  years	
  memorizing	
  things,	
  like	
  times	
  tables,	
  or	
  
whatever	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  like	
  tension	
  is	
  equal	
  to	
  the	
  weight?	
  They	
  think	
  they	
  can	
  just	
  memorize	
  that.	
  
	
  
Shantel:	
  Yes,	
  and	
  some	
  kids	
  just	
  intuitively	
  understand	
  the	
  concept	
  underneath,	
  and	
  some	
  children	
  
never	
  really	
  understand,	
  like	
  the	
  relationship	
  between	
  addition	
  and	
  multiplication,	
  for	
  example,	
  right?	
  
So	
  they	
  don’t	
  really	
  conceptualize	
  it,	
  or	
  base	
  ten,	
  what	
  that	
  actually	
  means.	
  So	
  if	
  students	
  are	
  working	
  at	
  
that	
  level	
  –	
  the	
  symbolic	
  level	
  –	
  and	
  using	
  a	
  visualization	
  but	
  they	
  don’t	
  have	
  that	
  kinesthetic	
  feel	
  for	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  7	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

what	
  is	
  actually	
  going	
  on	
  they	
  can	
  just	
  not	
  …	
  they	
  	
  just	
  don’t	
  really	
  conceptualize	
  it,	
  and	
  I	
  wonder	
  if	
  that	
  
is	
  what	
  is	
  happening	
  for	
  some	
  of	
  the	
  students.	
  You	
  have	
  that	
  feeling	
  of	
  what	
  this	
  means	
  in	
  the	
  world	
  -­‐	
  
the	
  real	
  world.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  If	
  it	
  is	
  a	
  really,	
  really	
  complicated	
  system	
  do	
  you	
  still	
  have	
  that	
  feel?	
  
	
  
Patricia:	
  No,	
  not	
  necessarily,	
  I	
  think	
  you	
  really	
  have	
  to	
  take	
  it	
  apart	
  to	
  figure	
  it	
  out.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  So	
  if	
  you	
  take	
  it	
  apart	
  and	
  have	
  a	
  feel	
  for	
  each	
  of	
  those	
  parts,	
  and	
  then	
  sort	
  of	
  sum	
  them	
  in	
  
a	
  way,	
  or	
  how	
  does	
  that	
  work?	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  I	
  guess	
  I	
  just	
  …	
  I	
  have	
  the	
  sense	
  that	
  …	
  for	
  example,	
  the	
  tension	
  in	
  this	
  rope	
  is	
  going	
  to	
  
depend	
  on	
  so	
  many	
  factors;	
  the	
  way	
  it	
  is	
  wrapped	
  around	
  these	
  pulleys,	
  the	
  different	
  masses	
  that	
  are	
  
attached	
  and	
  how	
  fast	
  they	
  are	
  accelerating,	
  so	
  …	
  I	
  just	
  …	
  I	
  just	
  know	
  that	
  there	
  is	
  no	
  way	
  to	
  figure	
  it	
  out	
  
unless	
  you	
  look	
  at	
  each	
  one	
  separately	
  and	
  don’t	
  try	
  to	
  jump	
  to	
  figuring	
  out	
  the	
  tension	
  before	
  you	
  have	
  
looked	
  at	
  …	
  because	
  you	
  are	
  going	
  to	
  get	
  an	
  equation	
  out	
  of	
  this	
  free	
  body	
  diagram	
  and	
  you	
  are	
  going	
  to	
  
get	
  an	
  equation	
  out	
  of	
  every	
  other	
  free	
  body	
  diagram,	
  and	
  then	
  you	
  have	
  a	
  system	
  of	
  equations	
  you	
  have	
  
to	
  solve	
  for	
  the	
  unknown,	
  and	
  the	
  tension	
  in	
  this	
  case	
  might	
  be	
  the	
  unknown,	
  and	
  you	
  just	
  …	
  you	
  can’t	
  
jump	
  to	
  that	
  conclusion,	
  you	
  have	
  to	
  go	
  through	
  it	
  including	
  every	
  object	
  in	
  the	
  system	
  and	
  putting	
  that	
  
into	
  a	
  system	
  of	
  equations	
  to	
  figure	
  out	
  tension	
  and	
  there	
  is	
  no	
  other	
  way	
  to	
  do	
  it.	
  
	
  
Shantel:	
  I	
  am	
  really	
  fascinated	
  with	
  this	
  idea	
  which	
  I	
  feel	
  has	
  come	
  up	
  in	
  multiple	
  disciplines	
  of	
  how	
  
experts	
  withhold	
  judgement	
  until	
  they	
  have	
  all	
  the	
  information	
  or	
  until	
  they	
  have	
  fully	
  explored.	
  So	
  that	
  
is	
  what	
  you	
  are	
  talking	
  about,	
  not	
  rushing	
  through	
  the	
  problem	
  and	
  making	
  sure	
  you	
  know	
  all	
  the	
  
components	
  before	
  you	
  try	
  and	
  solve	
  it.	
  It	
  feels	
  to	
  me	
  like	
  maybe	
  experts	
  have	
  a	
  way	
  of	
  withholding	
  
judgement	
  or,	
  you	
  know,	
  holding	
  back?	
  Knowing	
  what	
  they	
  don’t	
  know.	
  
	
  
Louisa:	
  Or	
  thinking	
  about	
  all	
  the	
  possibilities.	
  
	
  
Patricia:	
  That	
  is	
  the	
  same,	
  and	
  there	
  are	
  actually	
  articles	
  about	
  engineering	
  design	
  that	
  say	
  the	
  same	
  
thing,	
  that	
  the	
  expert	
  designers	
  spend	
  more	
  time	
  on	
  the	
  brainstorming	
  stage	
  thinking	
  of	
  lots	
  of	
  
possibilities	
  and	
  evaluating	
  those	
  possibilities	
  before	
  they	
  start	
  developing	
  an	
  actual	
  solution,	
  whereas	
  
the	
  novice	
  ones,	
  you	
  get	
  one	
  idea	
  and	
  they	
  go	
  with	
  it	
  and	
  are	
  done	
  sort	
  of	
  thing.	
  So	
  …	
  yeah,	
  that	
  is	
  a	
  
good	
  point.	
  	
  
	
  
Wendy:	
  So	
  Patricia,	
  if	
  I	
  could	
  just	
  go	
  back	
  again	
  and	
  how	
  do	
  you	
  know	
  …	
  how	
  do	
  you	
  …	
  I	
  know	
  you	
  said	
  it	
  
was	
  innate	
  and	
  you	
  probably	
  have	
  different	
  skills	
  set	
  than	
  I	
  have	
  for	
  figuring	
  this	
  out	
  quickly	
  like	
  when	
  
you	
  were	
  in	
  grade	
  four,	
  but	
  how	
  …	
  how	
  did	
  you	
  learn	
  that	
  yourself?	
  
	
  
Patricia:	
  How	
  did	
  I	
  learn	
  what?	
  
	
  
Wendy:	
  This	
  process,	
  this	
  concept.	
  
	
  
Patricia:	
  Well	
  perhaps	
  I	
  didn’t	
  really	
  …	
  maybe	
  when	
  I	
  first	
  started	
  doing	
  this	
  I	
  felt	
  that	
  feeling	
  of	
  
annoyance,	
  like	
  this	
  seems	
  like	
  so	
  much	
  extra	
  work	
  just	
  to	
  draw	
  something	
  that	
  seems	
  obvious,	
  but	
  over	
  
time	
  with	
  the	
  practice	
  and	
  experience	
  of	
  solving	
  more	
  and	
  more	
  complicated	
  problems	
  I	
  realized	
  the	
  
value	
  of	
  that	
  stuff.	
  And	
  also	
  seeing	
  the	
  mistake	
  that	
  students	
  make	
  and	
  telling	
  them,	
  ‘You	
  have	
  to	
  draw	
  a	
  
free	
  body	
  diagram	
  to	
  get	
  full	
  marks,’	
  you	
  know,	
  ‘You	
  don’t	
  write	
  your	
  equation	
  until	
  you	
  have	
  done	
  this	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  8	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

part,’	
  and	
  again,	
  if	
  you	
  do	
  this	
  part	
  that	
  is	
  solving	
  the	
  problem	
  right	
  there.	
  So	
  it	
  is	
  the	
  experience	
  of	
  
knowing	
  how	
  valuable	
  that	
  stuff	
  is.	
  
	
  
Wendy:	
  And	
  did	
  you	
  get	
  that	
  experience	
  once	
  you	
  graduated	
  from	
  your	
  undergrad,	
  or	
  your	
  graduate	
  
studies,	
  or	
  did	
  you	
  know	
  that	
  before	
  you	
  went	
  into	
  university?	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  think	
  …	
  I	
  mean	
  I	
  am	
  a	
  mechanical	
  engineer	
  so	
  this	
  was	
  one	
  of	
  my	
  best	
  subjects,	
  right?	
  So	
  even	
  
in	
  this	
  course	
  by	
  the	
  time	
  we	
  get	
  to	
  the	
  end	
  we	
  are	
  solving	
  these	
  complex	
  problems	
  with	
  the	
  students.	
  I	
  
think	
  they	
  have	
  realized	
  by	
  that	
  point	
  they	
  need	
  to	
  do	
  this	
  because	
  there	
  is	
  no	
  other	
  way	
  to	
  figure	
  it	
  out,	
  
the	
  system	
  is	
  so	
  complex,	
  but	
  I	
  guess	
  they	
  haven’t	
  really	
  internalized	
  it	
  because	
  then	
  I	
  see	
  a	
  weight	
  
hanging	
  off	
  a	
  rope	
  and	
  they	
  say	
  the	
  tension	
  is	
  equal	
  to	
  the	
  weight	
  again!	
  So	
  maybe	
  it	
  is	
  just	
  it	
  looks	
  the	
  
same,	
  you	
  know,	
  but	
  it	
  is	
  not	
  the	
  right	
  cue	
  for	
  them,	
  ‘Oh,	
  it	
  looks	
  like	
  a	
  problem	
  we	
  did	
  in	
  Statics,’	
  and	
  
they	
  are	
  off	
  again	
  and	
  they	
  just	
  forget	
  to	
  do	
  that	
  step.	
  
	
  
Shantel:	
  I	
  think	
  those	
  visual	
  kind	
  of	
  triggers	
  can	
  be	
  very	
  powerful	
  for	
  people.	
  
	
  
Diana:	
  What	
  are	
  the	
  cues	
  for	
  you	
  that	
  it	
  is	
  different?	
  
	
  
Patricia:	
  It	
  is	
  Dynamics!	
  
	
  
Diana:	
  So	
  is	
  it	
  the	
  context	
  of	
  the	
  problem,	
  or	
  is	
  there	
  something	
  in	
  the	
  problem	
  instructions	
  that	
  you	
  
look	
  for?	
  
	
  
[pause]	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  mean	
  …	
  I	
  mean	
  the	
  whole	
  course	
  we	
  are	
  analysing	
  moving	
  systems,	
  right?	
  So	
  we	
  are	
  always	
  …	
  
we	
  are	
  always	
  drawing	
  both	
  sides	
  of	
  this	
  equation.	
  So	
  it	
  is	
  not	
  like	
  something	
  within	
  the	
  course,	
  like	
  that	
  
is	
  always	
  the	
  process,	
  it	
  seems	
  to	
  be	
  the	
  jump	
  from	
  Statics	
  where	
  they	
  are	
  treating	
  static	
  objects,	
  and	
  
then	
  they	
  see	
  something	
  familiar	
  and	
  they	
  just	
  go	
  back	
  to	
  their	
  previous	
  way	
  of	
  understanding	
  that.	
  
	
  
Wendy:	
  Can	
  I	
  just	
  chime	
  in?	
  What	
  cues	
  you	
  that	
  they	
  are	
  different?	
  
	
  
Diana:	
  So	
  it	
  is	
  like	
  a	
  context,	
  right?	
  You	
  are	
  thinking	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah.	
  
	
  
Diana:	
  …	
  ‘This	
  is	
  moving,’	
  so	
  you	
  have	
  a	
  different	
  set	
  of	
  assumptions	
  when	
  you	
  look	
  at	
  …	
  so	
  you	
  said	
  the	
  
diagram	
  could	
  look	
  exactly	
  the	
  same	
  as	
  the	
  other	
  course,	
  but	
  in	
  your	
  mind	
  you	
  know	
  it	
  is	
  totally	
  different	
  
because	
  it	
  is	
  moving,	
  and	
  because	
  you	
  are	
  told	
  it	
  is	
  moving.	
  
	
  
Patricia:	
  Well	
  it	
  is	
  not	
  totally	
  different,	
  you	
  would	
  still	
  solve	
  the	
  statics	
  situation	
  by	
  looking	
  at	
  each	
  object	
  
and	
  drawing	
  a	
  free	
  body	
  diagram,	
  but	
  you	
  would	
  only	
  have	
  to	
  draw	
  this	
  part	
  because	
  this	
  would	
  just	
  be	
  a	
  
big	
  zero	
  on	
  this	
  side,	
  there	
  is	
  no	
  effect,	
  so	
  you	
  just	
  draw	
  this	
  diagram	
  and	
  add	
  everything	
  up	
  and	
  figure	
  
out	
  whatever	
  you	
  need	
  to	
  figure	
  out.	
  
	
  
Louisa:	
  So	
  it	
  looks	
  like	
  you	
  are	
  able…	
  when	
  you	
  look	
  at	
  that	
  equation	
  you	
  are	
  able	
  to	
  substitute	
  weight,	
  
as	
  opposed	
  to	
  someone	
  where	
  it	
  looks	
  like	
  weight	
  equals	
  mass	
  times	
  acceleration?	
  So	
  are	
  you	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  9	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

substituting	
  breaking	
  down	
  the	
  elements	
  into	
  its	
  components	
  when	
  you	
  think	
  about	
  what	
  weight	
  is?	
  I	
  
don’t	
  know.	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  guess	
  it	
  is	
  just	
  …	
  I	
  mean	
  the	
  …	
  I	
  don’t	
  even	
  know	
  how	
  explain	
  it.	
  The	
  internalization	
  is	
  that	
  this	
  
has	
  an	
  effect,	
  basically,	
  and	
  so	
  that	
  is	
  why	
  we	
  have	
  to	
  draw	
  it,	
  because	
  once	
  you	
  have	
  this	
  acceleration	
  
term	
  there	
  it	
  changes	
  the	
  balance	
  of	
  the	
  forces	
  on	
  the	
  other	
  side	
  –	
  or	
  actually	
  it	
  is	
  the	
  balance	
  of	
  the	
  
forces	
  that	
  cause	
  acceleration,	
  but	
  this	
  just	
  changes	
  the	
  way	
  the	
  forces	
  balance.	
  I	
  just	
  …	
  just	
  …	
  	
  I	
  know	
  
that	
  this	
  has	
  an	
  effect,	
  as	
  soon	
  as	
  something	
  is	
  moving	
  it	
  has	
  an	
  effect	
  on	
  the	
  resultant,	
  so	
  the	
  tension	
  
would	
  change	
  as	
  soon	
  as	
  you	
  started	
  accelerating	
  that	
  weight.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  what	
  sort	
  of	
  experiences	
  do	
  the	
  students	
  have	
  in	
  the	
  lab?	
  What	
  kinds	
  of	
  things	
  do	
  they	
  do?	
  
	
  
Patricia:	
  Well	
  there	
  is	
  …	
  there	
  is	
  lot	
  of	
  other	
  …	
  we	
  have	
  friction	
  kinds	
  of	
  problems	
  and	
  so	
  we	
  look	
  at	
  an	
  
object	
  sliding	
  on	
  a	
  slope	
  and	
  that	
  kind	
  of	
  stuff,	
  they	
  look	
  at	
  projectiles	
  moving	
  through	
  the	
  air,	
  and	
  so	
  we	
  
have	
  lots	
  of	
  …	
  we	
  just	
  don’t	
  actually	
  have	
  a	
  pulley	
  set	
  up	
  in	
  the	
  lab	
  to	
  demonstrate	
  this	
  particular	
  
concept.	
  I	
  mean,	
  like	
  Newton’s	
  Second	
  Law	
  can	
  be	
  applied	
  in	
  all	
  those	
  other	
  examples	
  as	
  well,	
  but	
  it	
  
seems	
  to	
  be	
  this	
  particular	
  thing	
  is	
  one	
  of	
  the	
  …	
  one	
  of	
  the	
  types	
  of	
  problems	
  where	
  I	
  see	
  students	
  always	
  
reverting	
  back	
  to	
  that	
  previous	
  knowledge.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  If	
  they	
  are	
  dealing	
  with	
  an	
  object	
  sliding	
  down	
  a	
  plane	
  do	
  they	
  also	
  have	
  to	
  draw	
  a	
  diagram	
  
similar	
  to	
  this	
  because	
  it	
  is	
  just	
  another	
  case	
  of	
  this?	
  
	
  
Patricia:	
  Yes.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  So	
  do	
  they	
  do	
  that	
  in	
  every	
  case	
  where	
  it	
  is	
  that	
  kind	
  of	
  problem?	
  
	
  
Patricia:	
  Every	
  single	
  problem.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  But	
  you	
  are	
  saying	
  that	
  they	
  don’t	
  draw	
  the	
  diagram	
  here,	
  but	
  when	
  they	
  are	
  doing	
  that	
  
kind	
  of	
  problem	
  do	
  they	
  draw	
  the	
  diagram	
  pretty	
  consistently	
  and	
  pretty	
  automatically?	
  
	
  
Patricia:	
  More	
  consistently,	
  I	
  guess,	
  yeah.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  So	
  for	
  you,	
  what	
  creates	
  the	
  difference	
  in	
  the	
  way	
  you	
  think	
  of	
  this	
  kind	
  of	
  problem,	
  versus	
  
the	
  way	
  you	
  think	
  when	
  an	
  object	
  is	
  sliding	
  down	
  a	
  plane?	
  Is	
  the	
  latter	
  simpler,	
  like	
  is	
  there	
  just	
  two	
  
forces	
  -­‐	
  no,	
  three?	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  you	
  could	
  have	
  this	
  object	
  sitting	
  on	
  a	
  plane	
  and	
  sliding	
  down,	
  so	
  …	
  
	
  
Shantel:	
  Do	
  they	
  make	
  the	
  same	
  mistake?	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  would	
  have	
  to	
  think	
  about	
  that.	
  I	
  think	
  occasionally,	
  but	
  I	
  mean	
  I	
  just	
  picked	
  this	
  particular	
  
example	
  because	
  that	
  is	
  the	
  time	
  I	
  see	
  it	
  happen	
  the	
  most	
  often.	
  So	
  yeah,	
  I	
  would	
  have	
  to	
  pay	
  attention	
  
to	
  that	
  as	
  I	
  am	
  not	
  sure.	
  Like	
  I	
  could	
  think	
  of	
  a	
  few	
  other	
  examples	
  where	
  they	
  kind	
  of	
  forget	
  that	
  right	
  
hand	
  side.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  What	
  would	
  those	
  be?	
  
	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  10	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

[pause]	
  
	
  
Patricia:	
  Like,	
  say	
  if	
  you	
  have	
  an	
  object	
  …	
  and	
  object	
  on	
  top	
  of	
  a	
  …	
  sitting	
  on	
  top	
  of	
  –	
  again,	
  I	
  am	
  just	
  
going	
  with	
  boxes	
  because	
  we	
  tend	
  to	
  –	
  so	
  if	
  you	
  have	
  a	
  cart	
  moving	
  around,	
  or,	
  you	
  know,	
  a	
  crate	
  sitting	
  
on	
  the	
  back	
  of	
  a	
  pickup	
  truck	
  or	
  something	
  like	
  that,	
  you	
  know,	
  how	
  fast	
  can	
  the	
  truck	
  accelerate	
  without	
  
the	
  box	
  sliding	
  backwards,	
  or	
  something	
  like	
  that?	
  They	
  might	
  have	
  to	
  draw	
  a	
  free	
  body	
  diagram	
  of	
  the	
  
object	
  on	
  top	
  to	
  figure	
  out	
  what	
  kind	
  of	
  acceleration	
  would	
  cause	
  it	
  to	
  slide,	
  but	
  then	
  they	
  forget,	
  again,	
  
because	
  this	
  is	
  sitting	
  on	
  something	
  that	
  is	
  moving	
  it	
  is	
  also	
  moving,	
  and	
  so	
  they	
  don’t	
  draw	
  the	
  mass	
  
acceleration	
  of	
  that	
  one	
  either.	
  I	
  don’t	
  know	
  –	
  does	
  that	
  help?	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  Well	
  it	
  …	
  I	
  think	
  we	
  are	
  actually	
  going	
  somewhere	
  here,	
  because	
  that	
  is	
  pretty	
  complicated	
  
and	
  a	
  complex	
  case,	
  whereas	
  this	
  one	
  is	
  a	
  very	
  simple	
  case,	
  I	
  think.	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  am	
  glad	
  you	
  think	
  we	
  are	
  going	
  somewhere!	
  
	
  
Shantel:	
  Can	
  you	
  draw	
  the	
  plane	
  one	
  as	
  well?	
  The	
  box	
  on	
  one?	
  
	
  
Patricia:	
  You	
  could;	
  you	
  could	
  make	
  this	
  one	
  more	
  complicated	
  by	
  saying	
  you	
  have	
  a	
  crate	
  sitting	
  on	
  
some	
  kind	
  of	
  conveyor	
  belt	
  on	
  a	
  slope,	
  or	
  something	
  like	
  that,	
  and	
  pulling	
  the	
  whole	
  system.	
  Now	
  figure	
  
out	
  what	
  this	
  weight	
  has	
  to	
  be	
  to	
  move	
  that	
  one,	
  or	
  something.	
  
	
  
Shantel:	
  And	
  just	
  really	
  curious	
  whether	
  this	
  has	
  to	
  do	
  with	
  that	
  assumption,	
  or	
  basic	
  context	
  of	
  motion,	
  
that	
  you	
  seem	
  to	
  …	
  that	
  you	
  have	
  as	
  an	
  expert,	
  that	
  this	
  is	
  all	
  moving,	
  but	
  to	
  the	
  students	
  if	
  it	
  is	
  not	
  …	
  if	
  
it	
  is	
  not	
  apparent	
  to	
  them	
  in	
  that	
  diagram	
  easily	
  they	
  don’t	
  make	
  that	
  same	
  assumption	
  that	
  you	
  …	
  they	
  
forget	
  as	
  they	
  are	
  working	
  through,	
  but	
  you	
  don’t	
  forget	
  that	
  it	
  is	
  moving.	
  Like	
  that	
  car	
  –	
  that	
  truck	
  –	
  
doesn’t	
  look	
  like	
  it	
  is	
  moving,	
  to	
  me.	
  That	
  …	
  the	
  box	
  on	
  the	
  plane	
  looks	
  like	
  it	
  is	
  moving	
  to	
  me,	
  and	
  I	
  can	
  
see	
  that	
  is	
  moving	
  because	
  it	
  is	
  sloped,	
  right?	
  That	
  could	
  be	
  a	
  parked	
  car	
  and	
  how	
  do	
  I	
  …	
  I	
  have	
  to	
  
remind	
  myself	
  that	
  it	
  is	
  moving	
  when	
  I	
  am	
  working	
  through	
  the	
  problem	
  and	
  I	
  could	
  forget	
  that.	
  I	
  don’t	
  
know.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  You	
  need	
  some	
  little	
  streaks	
  on	
  the	
  truck.	
  
	
  
Shantel:	
  [laughs]	
  Exactly!	
  So	
  now	
  it	
  is	
  different.	
  I	
  wonder	
  if	
  it	
  is	
  really	
  …	
  it	
  sounds	
  silly,	
  but	
  I	
  wonder	
  if	
  it	
  is	
  
that	
  simple	
  in	
  a	
  way?	
  
	
  
Wendy:	
  You	
  have	
  certain	
  cues,	
  like	
  Diana	
  is	
  asking	
  you,	
  about	
  the	
  context,	
  so	
  for	
  me	
  that	
  would	
  be	
  a	
  cue	
  
for	
  movement,	
  and	
  maybe	
  the	
  students	
  aren’t	
  …	
  like	
  you	
  go	
  there	
  because	
  you	
  have	
  years	
  of	
  experience	
  
and	
  you	
  just	
  do	
  that	
  in	
  their	
  head,	
  but	
  maybe	
  they	
  need	
  more	
  of	
  the	
  visual	
  cues.	
  
	
  
Diana:	
  Patricia,	
  are	
  there	
  cues	
  you	
  use	
  in	
  the	
  way	
  the	
  problem	
  is	
  framed?	
  Presumably	
  there	
  are	
  words	
  
associated	
  with	
  these,	
  right,	
  because	
  there	
  is	
  a	
  question,	
  so	
  when	
  you	
  look	
  at	
  the	
  question	
  are	
  there	
  
cues	
  you	
  see	
  in	
  the	
  question	
  that	
  you	
  then	
  use	
  to	
  remind	
  you	
  it	
  is	
  in	
  motion?	
  
	
  
[pause]	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  I	
  mean	
  the	
  question	
  will	
  always	
  be	
  ‘what	
  is	
  the	
  weight	
  required	
  to	
  accelerate	
  it	
  by	
  a	
  
certain	
  amount?’	
  or,	
  ‘How	
  fast	
  can	
  this	
  go	
  without	
  the	
  crate	
  slipping	
  or	
  tipping	
  over?’	
  or,	
  so	
  the	
  
movement	
  is	
  talked	
  about	
  in	
  the	
  word	
  part	
  of	
  the	
  problem.	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  11	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
Diana:	
  So	
  you	
  look	
  for	
  words	
  just…	
  
	
  
Patricia:	
  And	
  then	
  sometimes	
  there	
  might	
  be,	
  you	
  know,	
  you	
  might	
  be	
  told	
  the	
  system	
  is	
  moving	
  and	
  it	
  
would	
  have	
  an	
  arrow,	
  and	
  okay	
  the	
  velocity	
  is	
  this	
  way,	
  but	
  you	
  still	
  have	
  to	
  figure	
  out	
  the	
  acceleration	
  or	
  
something,	
  so	
  sometimes	
  there	
  is	
  a	
  bit	
  of	
  a	
  cue	
  about	
  …	
  nothing	
  earthshattering	
  though.	
  
	
  
Diana:	
  But	
  there	
  are	
  little	
  subtle	
  cues	
  that	
  you	
  identify,	
  like	
  the	
  word	
  ‘fast’,	
  the	
  arrow,	
  the	
  velocity,	
  there	
  
are	
  little	
  thing	
  you	
  are	
  picking	
  up	
  that	
  are	
  signals	
  to	
  you	
  that	
  this	
  is	
  in	
  motion.	
  
	
  
Shantel:	
  Yeah,	
  I	
  think	
  for	
  me	
  what	
  was	
  always,	
  and	
  the	
  little	
  bit	
  of	
  reading	
  I	
  have	
  done	
  about	
  physics	
  and	
  
the	
  SoTL	
  work	
  that	
  has	
  been	
  done	
  in	
  physics	
  is	
  that	
  you	
  are	
  competing	
  with	
  people’s	
  everyday	
  
understanding	
  of	
  their	
  world,	
  right?	
  So	
  I	
  have	
  been	
  in	
  an	
  elevator	
  a	
  million	
  times	
  and	
  I	
  have	
  never	
  
thought	
  about	
  that,	
  that	
  you	
  feel	
  …	
  of	
  course	
  it	
  makes	
  sense,	
  you	
  feel	
  it	
  more	
  when	
  it	
  starts	
  moving	
  and	
  
then	
  it	
  seems	
  to	
  go	
  easier,	
  but	
  I	
  have	
  never	
  thought	
  about	
  why	
  that	
  is,	
  or	
  what	
  it	
  means	
  in	
  terms	
  of	
  the	
  
physics	
  of	
  it,	
  and	
  because	
  it	
  is	
  not	
  …	
  right?	
  But	
  …	
  so	
  I	
  think	
  the	
  connection	
  to	
  …	
  now	
  I	
  don’t	
  know	
  where	
  I	
  
am	
  going.	
  
	
  
Patricia:	
  So	
  this	
  is	
  –	
  and	
  now	
  I	
  am	
  kind	
  of	
  getting	
  off	
  topic	
  –	
  but	
  this	
  is	
  the	
  question	
  I	
  have	
  about	
  
decoding,	
  and	
  I	
  mean	
  we	
  are	
  speculating	
  about	
  some	
  of	
  the	
  things	
  students	
  may	
  be	
  stuck	
  on	
  decoding,	
  
but	
  shouldn’t	
  we	
  be	
  asking	
  students	
  too?	
  
	
  
Diana:	
  So	
  can	
  I	
  just	
  make	
  kind	
  of	
  an	
  editorial	
  comment?	
  Originally	
  one	
  of	
  our	
  general	
  strategies,	
  and	
  the	
  
strategy	
  that	
  David	
  and	
  John	
  suggested	
  to	
  us	
  is	
  ‘always	
  bring	
  the	
  interview	
  back	
  to	
  what	
  the	
  expert	
  
does,	
  and	
  interrupt	
  or	
  redirect	
  if	
  the	
  topic	
  goes	
  to	
  teaching	
  or	
  what	
  students	
  do,’	
  so	
  I	
  think	
  if	
  we	
  are	
  
asking	
  about	
  students,	
  if	
  we	
  can	
  reflect	
  it	
  back	
  to,	
  ‘In	
  comparison	
  what	
  do	
  you	
  do?’	
  so	
  that	
  we	
  are	
  kind	
  
of	
  redirecting	
  what	
  the	
  students	
  do	
  to	
  what	
  you	
  do,	
  so	
  I	
  think	
  …	
  just	
  a	
  brief	
  editorial	
  comment.	
  
	
  
Louisa:	
  I	
  …	
  I	
  would	
  like	
  to	
  go	
  to	
  where	
  Shantel	
  -­‐	
  I	
  don’t	
  know	
  where	
  you	
  were	
  going	
  with	
  that	
  -­‐	
  	
  but,	
  you	
  
know,	
  so	
  Shantel’s	
  comment	
  around	
  everyday	
  life	
  and	
  do	
  you	
  find	
  that	
  when	
  you	
  …	
  that	
  you	
  are	
  
thinking	
  about	
  …	
  like	
  when	
  you	
  are	
  sitting	
  in	
  the	
  elevator	
  do	
  you	
  think	
  about	
  all	
  the	
  …	
  does	
  your	
  brain	
  
work	
  that	
  way?	
  Like	
  yesterday	
  we	
  were	
  talking	
  to	
  Sally	
  about	
  journalism	
  and	
  some	
  of	
  the	
  thinking	
  
processes	
  her	
  students	
  go	
  through,	
  and	
  she	
  was	
  talking	
  about	
  how	
  observant	
  she	
  is	
  and	
  how	
  she	
  just	
  
asks	
  questions	
  about	
  everything,	
  and	
  whenever	
  she	
  sees	
  something	
  it	
  is	
  just	
  like	
  …	
  you	
  know?	
  It	
  is	
  
natural	
  for	
  her.	
  So	
  when	
  you	
  are	
  in	
  an	
  elevator,	
  for	
  instance,	
  using	
  that	
  as	
  an	
  example,	
  it	
  is	
  a	
  natural	
  
process	
  for	
  you	
  to	
  think,	
  ‘I	
  wonder	
  how	
  fast	
  this	
  elevator	
  is	
  going?	
  I	
  wonder	
  what	
  …?’	
  do	
  you	
  think	
  about	
  
that	
  in	
  everything	
  you	
  do?	
  
	
  
Patricia:	
  No,	
  not	
  consciously,	
  but	
  I	
  mean	
  if	
  I	
  was	
  in	
  an	
  elevator	
  where	
  I	
  suddenly	
  didn’t	
  feel	
  heavier	
  when	
  
I	
  was	
  moving	
  up	
  I	
  would	
  pay	
  attention,	
  	
  I	
  guess,	
  and	
  wonder	
  what	
  was	
  going	
  on!	
  
	
  
Wendy:	
  Oh,	
  that	
  would	
  be	
  the	
  elevator	
  over	
  here!	
  
	
  
[laughter]	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  it	
  is	
  just	
  in	
  that	
  instant	
  when	
  you	
  are	
  still	
  accelerating,	
  and	
  then	
  you	
  reach	
  a	
  constant	
  
velocity	
  and	
  you	
  are	
  not	
  accelerating	
  anymore	
  and	
  you	
  don’t	
  feel	
  it;	
  it	
  is	
  just	
  at	
  the	
  moment	
  you	
  start	
  
moving	
  or	
  stop	
  moving.	
  And	
  yeah,	
  the	
  more	
  the	
  acceleration	
  the	
  more	
  you	
  feel	
  it,	
  so	
  …	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  12	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
Louisa:	
  I	
  know	
  I	
  walked	
  around	
  …	
  I	
  walk	
  down	
  the	
  street	
  and	
  I	
  see	
  people	
  with	
  large	
  abdomens	
  and	
  I	
  am	
  
thinking,	
  ‘You	
  have	
  heart	
  failure	
  or	
  liver	
  failure,’	
  right?	
  ‘You	
  are	
  a	
  heart	
  attack	
  waiting	
  to	
  happen.	
  You	
  
are	
  going	
  to	
  have	
  a	
  stroke,’	
  right?	
  These	
  are	
  things	
  …	
  I	
  see	
  people	
  with	
  grey	
  skin	
  and	
  I	
  am	
  thinking,	
  ‘You	
  
need	
  to	
  stop	
  drinking.	
  You	
  need	
  to	
  stop	
  smoking,’	
  right?	
  Like	
  these	
  are	
  things	
  that	
  …	
  that	
  …	
  
	
  
Wendy:	
  We	
  are	
  always	
  assessing.	
  
	
  
Louisa:	
  You	
  are	
  always	
  assessing,	
  right?	
  So	
  I	
  am	
  just	
  wondering	
  if	
  this	
  something	
  you	
  do	
  in	
  your	
  life,	
  like	
  
if	
  you	
  are	
  always	
  looking	
  at,	
  ‘I	
  wonder	
  …?’	
  so	
  I	
  don’t	
  know	
  if	
  that	
  is	
  why	
  you	
  are	
  getting	
  it.	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  don’t	
  know,	
  and	
  not	
  that	
  I	
  am	
  really	
  aware	
  of,	
  but	
  like	
  I	
  said,	
  if	
  I	
  felt	
  something	
  or	
  saw	
  
something	
  that	
  seemed	
  unusual	
  I	
  would	
  notice	
  that.	
  
	
  
Diana:	
  It	
  is	
  interesting	
  though	
  that	
  you	
  have	
  these	
  conceptions	
  of	
  what	
  seem	
  usual	
  and	
  what	
  seems	
  
unusual,	
  like	
  that	
  requires	
  a	
  lot	
  of	
  implicit	
  knowledge	
  there.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  Did	
  you	
  play	
  with	
  Lego	
  when	
  you	
  were	
  young?	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  had	
  two	
  brothers,	
  so	
  yeah,	
  I	
  don’t	
  remember	
  playing	
  with	
  it	
  a	
  whole	
  lot,	
  but	
  definitely.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  And	
  then	
  do	
  you	
  think	
  there	
  were	
  other	
  	
  -­‐	
  after	
  that	
  –	
  other	
  experiences	
  that	
  gave	
  you	
  this	
  
sense	
  of	
  a	
  dynamic	
  world,	
  and	
  a	
  world	
  of	
  forces?	
  I	
  don’t	
  think	
  most	
  people	
  walk	
  through	
  the	
  world	
  
thinking	
  it	
  is	
  a	
  world	
  of	
  forces,	
  but	
  I	
  am	
  getting	
  the	
  notion	
  that	
  maybe	
  you	
  do?	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  mean	
  I	
  guess,	
  like	
  when	
  people	
  ask	
  me	
  why	
  I	
  went	
  into	
  mechanical	
  engineering	
  I	
  say,	
  well,	
  
because	
  we	
  are	
  analysing	
  things	
  that	
  we	
  can	
  see,	
  and	
  things	
  that	
  are	
  moving	
  so	
  you	
  can	
  visualize	
  them	
  
and	
  so	
  it	
  all	
  makes	
  sense	
  to	
  me.	
  Electrical	
  engineering	
  with	
  little	
  electrons	
  moving	
  through,	
  you	
  know,	
  
current	
  moving	
  through	
  wires	
  is	
  not	
  as	
  visual	
  and	
  I	
  didn’t	
  enjoy	
  it	
  as	
  much,	
  so	
  …	
  so	
  I	
  guess	
  yes,	
  but	
  I	
  
couldn’t	
  explicitly	
  say	
  the	
  things	
  I	
  think	
  about,	
  it	
  just	
  seems	
  more	
  natural	
  to	
  me	
  for	
  some	
  reason.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  Which	
  means,	
  I	
  think,	
  on	
  some	
  level	
  –	
  correct	
  me	
  if	
  I	
  am	
  wrong	
  –	
  you	
  have	
  actually	
  
embodied	
  these	
  concepts	
  if	
  you	
  are	
  feeling	
  them,	
  and	
  in	
  your	
  past	
  conceptualizing	
  them,	
  and	
  then	
  you	
  
are	
  actually	
  embodying	
  them.	
  
	
  
Shantel:	
  Yeah,	
  I	
  think	
  that	
  kinesthetic	
  element	
  is	
  quite	
  interesting	
  to	
  me.	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  I	
  am	
  into	
  biomechanics	
  too,	
  right?	
  Like	
  to	
  analyse	
  the	
  movement	
  of	
  human	
  bodies,	
  and	
  
sports,	
  and	
  recovering	
  from	
  injury	
  and	
  it	
  was	
  all	
  …	
  all	
  forces	
  and	
  accelerations.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  So	
  you	
  are	
  getting	
  cues	
  from	
  the	
  …	
  your	
  physical	
  relationship	
  to	
  the	
  world	
  you	
  are	
  moving	
  
in.	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  I	
  guess,	
  without	
  thinking	
  about	
  it,	
  probably.	
  When	
  I	
  talk	
  to	
  students	
  about	
  the	
  case	
  of	
  …	
  
we	
  analyse	
  vehicles	
  and	
  their	
  wheels	
  and	
  things	
  like	
  that,	
  like	
  as	
  a	
  car	
  is	
  accelerating	
  forward	
  we	
  talk	
  
about	
  what	
  are	
  the	
  forces	
  between	
  the	
  wheels	
  and	
  the	
  ground,	
  and	
  usually	
  we	
  compare	
  it	
  to	
  walking.	
  If	
  
you	
  are	
  trying	
  to	
  accelerate	
  forwards	
  then	
  you	
  have	
  to	
  push	
  backwards	
  on	
  the	
  ground	
  to	
  move,	
  and	
  it	
  is	
  
the	
  ground	
  that	
  is	
  pushing	
  back	
  and	
  pushing	
  you	
  forwards,	
  so	
  it	
  is	
  the	
  same	
  thing.	
  If	
  the	
  car	
  is	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  13	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

accelerating	
  forwards	
  and	
  we	
  are	
  analysing	
  the	
  force	
  under	
  the	
  wheel,	
  the	
  force	
  under	
  the	
  wheel	
  is	
  
forwards	
  and	
  that	
  always	
  confuses	
  them	
  too,	
  but	
  that	
  is	
  because	
  the	
  car	
  has	
  to	
  push	
  backwards	
  on	
  the	
  
ground	
  and	
  then	
  the	
  ground	
  pushes	
  it	
  forward,	
  so	
  the	
  force	
  on	
  the	
  car	
  has	
  to	
  be	
  forwards	
  if	
  it	
  is	
  going	
  to	
  
accelerate	
  forwards.	
  
	
  
Shantel:	
  And	
  you,	
  I	
  mean	
  you	
  use	
  different	
  …	
  the	
  way	
  you	
  use	
  language,	
  it	
  is	
  very	
  interesting	
  to	
  me	
  in	
  
physics,	
  because	
  it	
  is	
  not	
  our	
  everyday	
  way	
  of	
  thinking	
  about	
  it.	
  So	
  for	
  me	
  to	
  think	
  about	
  the	
  ground	
  
pushing,	
  it	
  is	
  not	
  an	
  everyday	
  concept,	
  right?	
  It	
  does	
  feel	
  to	
  me,	
  it	
  doesn’t	
  seem	
  to	
  me	
  the	
  ground	
  is	
  
doing	
  anything,	
  right?	
  So	
  that	
  …	
  but	
  it	
  actually	
  is,	
  right?	
  
	
  
Patricia:	
  For	
  every	
  force	
  there	
  is	
  an	
  equal	
  and	
  opposite	
  reaction,	
  right?	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  I	
  am	
  thinking	
  about	
  the	
  conversation	
  –	
  I	
  think	
  I	
  raised	
  it	
  before	
  –with	
  a	
  biologist	
  who	
  was	
  
explaining	
  how	
  food	
  moving	
  through	
  your	
  digestive	
  tract	
  is	
  outside	
  your	
  body,	
  and	
  he	
  was	
  really	
  
determined	
  about	
  it,	
  and	
  everyone	
  else	
  was	
  saying,	
  ‘Yeah,	
  but	
  …	
  actually,	
  not	
  really,	
  like	
  we	
  can’t	
  see	
  it	
  
so	
  it	
  is	
  inside,’	
  so	
  there	
  is	
  the	
  everyday	
  way	
  and	
  then	
  there	
  is	
  the	
  way	
  that	
  the	
  discipline	
  understands	
  
what	
  is	
  happening.	
  So	
  there	
  is	
  a	
  socialization	
  into	
  that	
  kind	
  of	
  way	
  of	
  understanding	
  that	
  the	
  ground	
  is	
  
pushing	
  you,	
  pushing	
  back,	
  or	
  pushing	
  you	
  forwards,	
  so	
  …	
  	
  
	
  
Louisa:	
  I	
  am	
  also	
  thinking	
  of	
  your	
  use	
  of	
  different	
  examples	
  because,	
  like,	
  I	
  am	
  wondering	
  when	
  you	
  are	
  
looking	
  at	
  inanimate	
  objects	
  and	
  then	
  your	
  biomechanics,	
  do	
  you	
  find	
  the	
  students	
  understand	
  more	
  
when,	
  like,	
  you	
  give	
  them	
  a	
  biomechanics	
  answer,	
  or	
  situation,	
  as	
  opposed	
  to	
  a	
  crate	
  on	
  an	
  inclined	
  
plane,	
  versus	
  someone	
  walking?	
  Or	
  pushing	
  against	
  an	
  object.	
  
	
  
Patricia:	
  I	
  don’t	
  know	
  necessarily,	
  like	
  if	
  we	
  are	
  talking	
  about	
  some	
  concept	
  I	
  try	
  and	
  give	
  as	
  many	
  
examples	
  as	
  possible	
  and	
  I	
  don’t	
  know	
  if	
  there	
  are	
  any	
  particular	
  ones	
  that	
  work	
  better,	
  	
  I	
  just	
  try	
  to	
  give	
  
a	
  range,	
  and	
  hope	
  that	
  they,	
  you	
  know,	
  can	
  at	
  least	
  relate	
  to	
  one	
  or	
  two	
  of	
  them.	
  Yeah,	
  you	
  are	
  asking	
  
what	
  the	
  students	
  do	
  and	
  I	
  don’t	
  know	
  that!	
  
	
  
Louisa:	
  Yeah,	
  so	
  let’s	
  bring	
  it	
  back	
  to	
  the	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  It	
  seems	
  to	
  work!	
  
	
  
Louisa:	
  Sorry,	
  that	
  seems	
  to	
  be	
  getting	
  at	
  the	
  bottleneck.	
  We	
  say	
  students	
  have	
  difficulty	
  and	
  I	
  was	
  just	
  
wondering	
  which	
  situation	
  they	
  have	
  more	
  difficulty	
  with,	
  and	
  then	
  to	
  bring	
  it	
  back	
  to	
  you,	
  which	
  do	
  you	
  
find	
  easier	
  to	
  think	
  about?	
  Biomechanics	
  or	
  to	
  think	
  about	
  it	
  as	
  an	
  inanimate	
  object?	
  
	
  
Patricia:	
  Well	
  biomechanics	
  is	
  way	
  more	
  complicated	
  because	
  we	
  are	
  actually	
  …	
  you	
  would	
  analyse	
  a	
  
body	
  as	
  a	
  system	
  of	
  connected	
  objects,	
  right?	
  The	
  foot	
  might	
  be	
  three	
  objects,	
  and	
  your	
  shin	
  might	
  be	
  
one,	
  and	
  your	
  thigh	
  would	
  be	
  one,	
  so	
  you	
  would	
  have	
  to	
  draw	
  a	
  free	
  body	
  diagram	
  of	
  each	
  part	
  because	
  
you	
  do	
  have	
  forces	
  between	
  them.	
  Yeah,	
  so	
  …	
  it	
  is	
  like	
  this,	
  almost	
  a	
  system	
  of	
  connected	
  bodies	
  and	
  you	
  
have	
  to	
  analyse	
  each	
  one	
  separately	
  to	
  figure	
  out	
  what	
  is	
  happening	
  –	
  depending	
  on	
  what	
  you	
  want	
  to	
  
know.	
  So	
  you	
  could	
  …	
  in	
  gait	
  analysis,	
  for	
  example,	
  you	
  could	
  measure	
  the	
  force	
  on	
  the	
  floor,	
  and	
  then	
  if	
  
you	
  know	
  where	
  your	
  body	
  is	
  in	
  three	
  dimensional	
  space	
  you	
  could	
  figure	
  out	
  approximately	
  y	
  what	
  are	
  
the	
  forces	
  acting	
  inside	
  the	
  knee	
  joint,	
  and	
  then	
  look	
  at	
  …	
  link	
  that	
  to	
  orthotics	
  and	
  how	
  that	
  changes	
  the	
  
loading.	
  
	
  
Louisa:	
  Oh,	
  so	
  it	
  is	
  more	
  complicated?	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  14	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  way	
  more	
  complicated.	
  
	
  
Wendy:	
  Patricia,	
  how	
  do	
  you	
  know	
  when	
  you	
  have	
  thought	
  through	
  this	
  correctly?	
  How	
  do	
  you	
  know	
  
when	
  your	
  thinking	
  has	
  got	
  you	
  to	
  the	
  place	
  where	
  you	
  want	
  to	
  be,	
  where	
  you	
  understand,	
  and	
  where	
  
you	
  have	
  added	
  that	
  piece	
  that	
  the	
  students	
  are	
  forgetting?	
  How	
  do	
  you	
  know	
  you	
  have	
  thought	
  of	
  it	
  
correctly?	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  I	
  guess	
  part	
  of	
  it	
  is	
  knowing	
  where	
  …	
  where	
  to	
  break	
  the	
  system	
  up	
  into	
  the	
  different	
  
pieces	
  that	
  have	
  to	
  be	
  analyzed	
  separately.	
  So	
  to	
  me	
  it	
  seems	
  pretty	
  obvious	
  in	
  an	
  example	
  like	
  this	
  
because	
  everything	
  has	
  a	
  mass,	
  so	
  usually	
  we	
  assume	
  the	
  pulleys	
  are	
  small	
  and	
  the	
  rope	
  is	
  not	
  very	
  
heavy	
  compared	
  to	
  the	
  objects	
  and	
  so	
  we	
  are	
  just	
  analysing	
  the	
  big	
  masses	
  in	
  the	
  system,	
  and	
  so	
  that	
  …	
  
that	
  is	
  actually	
  one	
  step	
  that	
  I	
  think	
  it	
  is	
  fairly	
  automatic.	
  It	
  becomes	
  automatic	
  for	
  the	
  students,	
  but	
  I	
  
don’t	
  know	
  if	
  they	
  really	
  internalize	
  why,	
  or	
  they	
  just	
  get	
  in	
  the	
  habit	
  of	
  knowing	
  that	
  if	
  they	
  see	
  this	
  
bigger	
  mass	
  they	
  have	
  to	
  draw	
  a	
  free	
  body	
  diagram	
  of	
  it.	
  
	
  
Wendy:	
  When	
  you	
  incorporated	
  it	
  correctly	
  what	
  does	
  that	
  look	
  like	
  to	
  do,	
  and	
  how	
  do	
  you	
  know	
  you	
  
didn’t	
  forget	
  that	
  step?	
  
	
  
Patricia:	
  Well	
  I	
  would	
  draw	
  a	
  diagram	
  like	
  that	
  for	
  every	
  single	
  object	
  in	
  the	
  system	
  that	
  needs	
  to	
  be	
  
analysed,	
  so	
  I	
  guess,	
  again,	
  it	
  becomes,	
  ‘How	
  do	
  I	
  need	
  to	
  know	
  which	
  objects	
  need	
  to	
  be	
  analyzed,	
  
right?’	
  Usually	
  the	
  question	
  will	
  say,	
  ‘You	
  can	
  assume	
  the	
  mass	
  of	
  the	
  pulleys	
  are	
  negligible,’	
  but	
  then	
  we	
  
do,	
  later	
  on	
  in	
  the	
  course	
  get	
  to,	
  ‘Well	
  what	
  if	
  the	
  pulley	
  is	
  big	
  and	
  heavy?’	
  and	
  then	
  we	
  do	
  have	
  to	
  
analyze	
  it	
  as	
  well.	
  So	
  that’s	
  …	
  that	
  comes	
  from	
  experience	
  too,	
  I	
  suppose,	
  knowing	
  which	
  parts	
  to	
  …	
  but	
  
the	
  question	
  is	
  supposed	
  to	
  cue,	
  even	
  if	
  something	
  …	
  if	
  it	
  says	
  the	
  mass	
  of	
  one	
  of	
  the	
  objects	
  is	
  such	
  and	
  
such	
  	
  many	
  kilograms	
  then	
  that	
  is	
  a	
  cue	
  that	
  you	
  should	
  probably	
  drawing	
  a	
  right	
  angle	
  under	
  that	
  –	
  
does	
  that	
  answer	
  your	
  question?	
  
	
  
Wendy:	
  Yeah,	
  I	
  was	
  just	
  trying	
  to	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  So	
  I	
  know	
  that	
  everything	
  is	
  connected	
  in	
  the	
  system,	
  and	
  a	
  mass	
  needs	
  a	
  free	
  body	
  diagram,	
  
because	
  if	
  it	
  has	
  a	
  mass	
  and	
  it	
  is	
  accelerating	
  in	
  a	
  system	
  it	
  is	
  going	
  to	
  affect	
  the	
  forces	
  in	
  the	
  system.	
  
	
  
Louisa:	
  So	
  let’s	
  say	
  you	
  have	
  done	
  all	
  your	
  free	
  body	
  …	
  all	
  your	
  …	
  what	
  you	
  think	
  are	
  all	
  your	
  equations	
  
and	
  …	
  and	
  you	
  come	
  up	
  with	
  an	
  answer;	
  how	
  do	
  you	
  know	
  that	
  answer	
  is	
  appropriate	
  for	
  this	
  system?	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  I	
  mean	
  there	
  is	
  kind	
  of	
  order	
  of	
  magnitude,	
  and	
  if	
  …	
  if	
  the	
  weights	
  are	
  on	
  the	
  order	
  of	
  a	
  
hundred	
  Newtons	
  or	
  something	
  like	
  that,	
  then	
  depending	
  on	
  how	
  high	
  the	
  acceleration	
  is	
  you	
  would	
  
expect	
  the	
  tension	
  in	
  the	
  rope	
  to	
  be	
  at	
  least	
  the	
  same	
  order	
  of	
  magnitude,	
  probably,	
  unless	
  the	
  
acceleration	
  was	
  extremely	
  high	
  and	
  we	
  don’t	
  usually,	
  you	
  know,	
  deal	
  with	
  supersonic	
  objects	
  or	
  
anything	
  like	
  that	
  in	
  this	
  course!	
  So	
  generally,	
  same	
  order	
  of	
  magnitude	
  might	
  …	
  I	
  mean	
  there	
  are	
  also	
  
other	
  cues,	
  like	
  tension	
  for	
  example;	
  if	
  you	
  were	
  solving	
  for	
  tension	
  and	
  you	
  got	
  a	
  negative	
  answer	
  you	
  
would	
  know	
  that	
  you	
  did	
  something	
  wrong	
  because	
  tension	
  can’t	
  be	
  negative	
  –	
  negative	
  actually	
  means	
  
the	
  force	
  is	
  the	
  other	
  way	
  and	
  they	
  always	
  say	
  in	
  engineering,	
  ‘You	
  can’t	
  push	
  a	
  rope,’	
  you	
  know,	
  it	
  just	
  
buckles	
  and	
  you	
  can’t	
  push	
  anything,	
  so	
  if	
  the	
  force	
  on	
  the	
  rope	
  is	
  the	
  other	
  way	
  you	
  know	
  something	
  is	
  
wrong.	
  So	
  there	
  is	
  [sic]	
  cues	
  like	
  that	
  too.	
  But	
  yeah,	
  order	
  of	
  magnitude	
  and	
  sign	
  I	
  would	
  say	
  would	
  be	
  
two	
  …	
  two	
  big	
  things.	
  
	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  15	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

Louisa:	
  So	
  would	
  you	
  say	
  there	
  are	
  some	
  rules?	
  You	
  mentioned	
  some	
  laws	
  and	
  stuff,	
  but	
  you	
  mentioned	
  
that	
  the	
  tension	
  can’t	
  be	
  [negative]	
  and,	
  I	
  mean	
  would	
  that	
  be	
  something	
  that	
  you	
  learned,	
  or	
  is	
  that	
  
something	
  that	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  that	
  is	
  something	
  we	
  talk	
  about	
  and	
  I	
  always	
  model	
  that	
  too,	
  and	
  you	
  get	
  to	
  your	
  final	
  
answer	
  –	
  whatever	
  it	
  is	
  that	
  you	
  are	
  trying	
  to	
  figure	
  out	
  –	
  and	
  you	
  go	
  back	
  to	
  the	
  question	
  and	
  look	
  at	
  it,	
  
‘Does	
  that	
  actually	
  make	
  sense?’	
  
	
  
Louisa:	
  I	
  know	
  we	
  do	
  that	
  in	
  nursing	
  a	
  lot,	
  and	
  especially	
  math	
  problems,	
  like	
  does	
  that	
  make	
  sense?	
  Are	
  
you	
  really	
  going	
  to	
  give	
  somebody	
  twenty	
  five	
  pills?	
  Or	
  can	
  you	
  measure	
  a	
  quarter	
  of	
  a	
  drop.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  When	
  you	
  were	
  learning	
  this	
  stuff	
  where	
  did	
  you	
  learn	
  it?	
  In	
  a	
  lab?	
  	
  
	
  
Patricia:	
  No,	
  I	
  didn’t	
  have	
  a	
  lab	
  for	
  this	
  course	
  when	
  I	
  took	
  it.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  So	
  this	
  was	
  basically	
  mathematics	
  and	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  Diagrams.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  …	
  diagrams	
  for	
  you?	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  but	
  I	
  think	
  …	
  I	
  mean	
  I	
  was	
  attracted	
  to	
  the	
  mechanical,	
  I	
  think,	
  because	
  of	
  the	
  …	
  	
  I	
  don’t	
  
know,	
  maybe	
  the	
  kinesthetic	
  and	
  the	
  visual	
  aspect	
  of	
  it,	
  of	
  knowing	
  how	
  things	
  move	
  and	
  being	
  able	
  to	
  
visualize	
  and	
  have	
  an	
  understanding	
  of	
  how	
  that	
  happens.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  Right.	
  And	
  have	
  you	
  had	
  experience	
  with	
  having	
  to	
  do	
  this	
  kind	
  of	
  thing	
  with	
  actual	
  
machines	
  and	
  objects?	
  
	
  
Patricia:	
  Not	
  …not	
  really,	
  actually.	
  Like	
  I	
  said,	
  in	
  biomechanics	
  you	
  do	
  it,	
  but	
  there	
  are	
  no	
  pulleys	
  and	
  
things	
  like	
  that.	
  It	
  is	
  the	
  same	
  idea,	
  drawing	
  the	
  free	
  body	
  diagrams	
  and	
  including	
  the	
  fact	
  of	
  the	
  
acceleration,	
  but	
  it	
  looks	
  completely	
  different.	
  It	
  is	
  always	
  …	
  it	
  is	
  always	
  this;	
  it	
  is	
  always	
  drawing	
  the	
  
diagram.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  So	
  you	
  have	
  experience	
  with	
  moving	
  from	
  an	
  actual	
  biomechanics	
  system	
  to	
  these	
  kinds	
  of	
  
diagrams	
  and	
  an	
  outcome?	
  
	
  
Patricia:	
  Yep.	
  Yes.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  And	
  how	
  important	
  do	
  you	
  think	
  that	
  is	
  in	
  your	
  ability	
  to	
  think	
  about	
  these	
  pretty	
  quickly,	
  
pick	
  up	
  all	
  the	
  cues	
  pretty	
  quickly	
  and	
  see	
  how	
  it	
  makes	
  sense	
  or	
  doesn’t	
  make	
  sense?	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  I	
  think	
  it	
  is	
  important	
  to	
  be	
  able	
  to,	
  I	
  guess,	
  have	
  that	
  initial	
  sense,	
  but	
  again,	
  it	
  comes	
  
back	
  to	
  that	
  experience	
  thing	
  and	
  realizing	
  the	
  more	
  and	
  more	
  complicated	
  the	
  problems	
  get	
  the	
  more	
  
important	
  this	
  part	
  is	
  to	
  try	
  and	
  make	
  the	
  students	
  …	
  make	
  them!	
  Just	
  do	
  it!	
  	
  
	
  
Diana:	
  That	
  is	
  important	
  because	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  Just	
  do	
  the	
  diagram!	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  16	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
Diana:	
  You	
  know	
  the	
  value	
  of	
  it.	
  You	
  see	
  the	
  value	
  and	
  you	
  know	
  why	
  that	
  is	
  valuable	
  and	
  that	
  seems	
  to	
  
be	
  a	
  crucial	
  part	
  of	
  what	
  you	
  are	
  doing.	
  
	
  
Patricia:	
  And	
  when	
  you	
  are	
  analysing	
  data	
  analysis	
  you	
  have	
  to	
  do	
  that	
  with	
  every	
  single	
  object	
  in	
  the	
  
system	
  that	
  is	
  moving	
  with	
  respect	
  to	
  another	
  object	
  you	
  have	
  to	
  include	
  that	
  in	
  the	
  diagram	
  and	
  figure	
  
out	
  how	
  they	
  are	
  all	
  interacting.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  Would	
  you	
  do	
  that	
  even	
  if	
  you	
  were	
  faced	
  with	
  a	
  very	
  simple	
  problem?	
  Or	
  would	
  you	
  just	
  
go	
  right	
  to	
  the	
  formula	
  and	
  …?	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  because,	
  like,	
  this	
  example	
  is	
  a	
  simple	
  one	
  and	
  I	
  would	
  still	
  go	
  and	
  do	
  it.	
  Yep.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  Because	
  I	
  was	
  …	
  I	
  have	
  an	
  interesting	
  thought	
  to	
  throw	
  on	
  the	
  table:	
  I	
  wonder	
  if	
  the	
  
examples	
  are	
  too	
  simple?	
  
	
  
Patricia:	
  But	
  they	
  are	
  not	
  too	
  simple	
  because	
  they	
  are	
  not	
  getting	
  it,	
  and	
  they	
  are	
  still	
  saying	
  the	
  tension	
  
is	
  equal	
  to	
  the	
  weight,	
  right?	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  But	
  they	
  are	
  making	
  that	
  mistake	
  …	
  
	
  
Patricia:	
  …	
  because	
  it	
  looks	
  simple,	
  yeah.	
  So	
  you	
  are	
  saying	
  I	
  should	
  give	
  them	
  harder	
  problems?	
  
	
  
Shantel:	
  I	
  think	
  there	
  is	
  a	
  kind	
  of	
  forgetting	
  –	
  like	
  a	
  remembering	
  and	
  a	
  forgetting	
  that	
  is	
  happening.	
  
	
  
Patricia:	
  Well,	
  yeah,	
  because	
  the	
  overall	
  problem	
  gets	
  more	
  and	
  more	
  complex,	
  and	
  so	
  they	
  in	
  general	
  
are	
  doing	
  things	
  right	
  but	
  they	
  forget	
  the	
  little	
  things.	
  
	
  
Shantel:	
  These	
  little	
  things	
  that	
  can	
  make	
  it	
  all	
  wrong.	
  
	
  
Patricia:	
  Or	
  that	
  they	
  think	
  is	
  little,	
  but	
  are	
  not	
  at	
  all	
  little.	
  
	
  
Shantel:	
  I	
  mean	
  it	
  is	
  really	
  interesting	
  in	
  terms	
  of	
  -­‐	
  if	
  we	
  think	
  of	
  this	
  in	
  terms	
  of	
  –	
  aptitude,	
  right?	
  And	
  
the	
  discipline.	
  So	
  people	
  have	
  affinities	
  for	
  different	
  things	
  or	
  different	
  aptitudes,	
  you	
  know,	
  so	
  you	
  
seem	
  to	
  have	
  –	
  the	
  way	
  you	
  talk	
  about	
  it	
  –	
  there	
  is	
  a	
  kinesthetic	
  sense	
  of	
  what	
  is	
  happening,	
  and	
  a	
  visual	
  
sense,	
  right?	
  I	
  know	
  that	
  I	
  am	
  very	
  weak	
  with	
  visualizing	
  things	
  and	
  I	
  know	
  for	
  me	
  what	
  happens	
  when	
  I	
  
try	
  and	
  picture	
  something	
  like	
  this	
  in	
  my	
  mind	
  I	
  …	
  it	
  is	
  …	
  there	
  is	
  gaps.	
  I	
  can’t	
  hold	
  it	
  all	
  in	
  my	
  visual	
  mind;	
  
I	
  can’t	
  hold	
  it	
  all.	
  I	
  focus	
  on	
  this	
  part	
  in	
  my	
  mind	
  and	
  I	
  forget	
  this	
  piece	
  and	
  it	
  is	
  like	
  it	
  goes	
  blind	
  almost,	
  
is	
  how	
  I	
  would	
  describe	
  it,	
  so	
  I	
  have	
  to	
  have	
  a	
  way	
  of	
  remembering	
  all	
  of	
  the	
  components	
  that	
  I	
  need,	
  
whereas	
  you	
  just	
  seem	
  to	
  remember	
  them	
  all,	
  like,	
  it	
  is	
  obvious.	
  So	
  …	
  yeah,	
  I	
  don’t	
  know.	
  
	
  
Diana:	
  I	
  also	
  wonder	
  if	
  there	
  is	
  a	
  way	
  that	
  you	
  visualize	
  whether	
  a	
  problem	
  is	
  simple	
  or	
  difficult	
  that	
  is	
  
different	
  from	
  the	
  way	
  the	
  students	
  do.	
  Like	
  when	
  you	
  visualize	
  a	
  problem	
  that	
  is	
  simple,	
  you	
  are	
  not	
  …	
  
you	
  are	
  not	
  just	
  automatically	
  coming	
  to	
  a	
  simple	
  solution,	
  like	
  you	
  are	
  still	
  going	
  through	
  all	
  the	
  steps	
  
and	
  drawing	
  it	
  out	
  regardless	
  of	
  how	
  simple	
  it	
  is.	
  Like	
  you	
  are	
  approaching	
  a	
  simple	
  problem,	
  but	
  not	
  in	
  a	
  
simplistic	
  way,	
  right,	
  like	
  you	
  are	
  still	
  going	
  through	
  all	
  the	
  mechanism.	
  So	
  I	
  wonder	
  if	
  there	
  is	
  a	
  way	
  you	
  
are	
  approaching	
  problems,	
  like	
  there	
  is	
  a	
  way	
  you	
  are	
  approaching	
  the	
  problem	
  and	
  I	
  don’t	
  …	
  I	
  don’t	
  
know	
  what	
  my	
  question	
  is!	
  Sorry!	
  	
  I	
  am	
  just	
  rambling.	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  17	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
Shantel:	
  Well,	
  there	
  is	
  a	
  systematic	
  …	
  well	
  that	
  is	
  back	
  to	
  that	
  reserving	
  judgement	
  component,	
  and	
  like	
  
you	
  are	
  not	
  jumping	
  to	
  conclusions	
  just	
  because	
  something	
  looks	
  straightforward,	
  you	
  are	
  still	
  going	
  
through	
  because	
  you	
  know	
  there	
  may	
  be	
  something	
  you	
  are	
  still	
  not	
  …	
  on	
  your	
  first	
  glance	
  you	
  may	
  miss	
  
something	
  so	
  you	
  …	
  you	
  are	
  still	
  going	
  through	
  all	
  the	
  steps	
  so	
  you	
  are	
  not	
  missing	
  …	
  you	
  have	
  to	
  go	
  
through	
  every	
  …	
  every	
  possibility	
  and	
  you	
  can’t	
  start	
  discounting	
  possibilities	
  right	
  off	
  the	
  …	
  you	
  know?	
  
Until,	
  ‘Okay,	
  it	
  is	
  not	
  this	
  because	
  of	
  this.	
  It	
  is	
  not	
  this	
  because	
  of	
  this.’	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  and	
  we	
  talk	
  about	
  that	
  a	
  lot,	
  and	
  I	
  don’t	
  assume.	
  If	
  you	
  are	
  not	
  told	
  something,	
  or	
  
something	
  isn’t	
  given	
  in	
  the	
  question	
  don’t	
  assume	
  –	
  don’t	
  assume	
  the	
  tension	
  is	
  equal	
  to	
  the	
  weight,	
  or	
  
don’t	
  assume	
  anything.	
  Draw	
  the	
  diagram,	
  figure	
  out	
  what	
  you	
  know	
  and	
  then	
  you	
  have	
  to	
  be	
  able	
  to	
  
solve	
  for	
  whatever	
  you	
  don’t	
  know	
  from	
  the	
  diagram	
  and	
  the	
  equations	
  that	
  come	
  out	
  of	
  the	
  diagram.	
  
You	
  can’t	
  …	
  can’t	
  make	
  that	
  jump.	
  So	
  yeah,	
  I	
  don’t	
  …	
  don’t	
  assume	
  anything.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  Do	
  you	
  make	
  that	
  clear	
  to	
  them?	
  This	
  does	
  feel	
  like	
  a	
  procedural	
  problem.	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  I	
  tried	
  to,	
  but	
  I	
  have	
  to	
  be	
  a	
  bit	
  more	
  attentive	
  to	
  that	
  perhaps,	
  but	
  …	
  every	
  time	
  we	
  are	
  
working	
  through	
  a	
  problem	
  in	
  class,	
  you	
  know,	
  I	
  ask	
  the	
  students	
  to	
  draw	
  their	
  diagram	
  first	
  or	
  
something,	
  and	
  then	
  when	
  they	
  are	
  all	
  done	
  we	
  draw	
  it	
  together	
  or	
  …	
  and	
  if	
  somebody	
  suggests	
  drawing	
  
something,	
  or	
  assuming	
  something	
  that	
  isn’t	
  correct	
  we	
  will	
  talk	
  about	
  what	
  are	
  the	
  issues	
  with	
  that,	
  
and	
  can	
  we	
  assume	
  that?	
  Usually,	
  no,	
  so	
  I	
  try	
  to	
  model	
  that.	
  
	
  
Wendy:	
  So	
  how	
  did	
  you	
  learn	
  that	
  was	
  a	
  part	
  [inaudible].	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  probably	
  back	
  to	
  experience	
  and	
  maybe	
  when	
  in	
  the	
  similar	
  problems	
  when	
  we	
  first	
  
started	
  doing	
  this	
  it	
  seemed	
  like	
  an	
  extra	
  step	
  that	
  you	
  didn’t	
  really	
  know	
  why	
  you	
  had	
  to	
  bother	
  to	
  do	
  it	
  	
  
-­‐	
  like	
  writing	
  ‘-­‐3’	
  on	
  both	
  sides	
  of	
  the	
  equation!	
  –	
  but	
  the	
  experience	
  of	
  having	
  done	
  the	
  more	
  
complicated	
  problems	
  …	
  
	
  
Wendy:	
  Did	
  you	
  ever	
  have	
  the	
  experience	
  of	
  not	
  including	
  it	
  and	
  then	
  there	
  was	
  a	
  consequence?	
  
	
  
Louisa:	
  The	
  wardrobe	
  fell	
  off	
  the	
  truck	
  onto	
  Deerfoot	
  Trail?	
  
	
  
[laughter]	
  
	
  
Shantel:	
  What	
  I	
  am	
  thinking	
  about	
  is	
  if	
  I	
  did	
  actually	
  understand	
  this	
  in	
  a	
  better	
  way	
  it	
  would	
  really	
  help	
  
me	
  in	
  my	
  day	
  to	
  day	
  life!	
  The	
  things	
  that	
  I	
  do	
  sometimes!	
  
	
  
Patricia:	
  Like	
  if	
  you	
  are	
  into	
  sailing,	
  or	
  something	
  like	
  that,	
  there	
  are	
  always	
  pulley	
  systems	
  to	
  do	
  the	
  
rigging	
  for	
  the	
  sails.	
  So	
  they	
  actually	
  don’t	
  have	
  a	
  very	
  ….	
  we	
  can	
  try	
  and	
  talk	
  about	
  that	
  too,	
  but	
  maybe	
  
we	
  do	
  need	
  a	
  pulley	
  system	
  in	
  our	
  lab	
  and	
  demonstrate	
  what	
  is	
  the	
  point	
  of	
  having	
  a	
  pulley	
  system	
  …	
  
	
  
Wendy:	
  Well	
  if	
  they	
  make	
  errors	
  and	
  forget	
  that	
  part	
  there	
  is	
  a	
  consequence.	
  
	
  
Shantel:	
  Well	
  and	
  I	
  think	
  that	
  kinesthetic	
  component	
  is	
  very	
  powerful,	
  and	
  so	
  if	
  students	
  don’t	
  
necessarily	
  have	
  …	
  I	
  mean	
  at	
  best	
  they	
  are	
  remembering	
  something	
  like	
  being	
  in	
  an	
  elevator,	
  but	
  if	
  they	
  
could	
  actually	
  have	
  that	
  play,	
  of	
  playing	
  with	
  the	
  objects	
  in	
  the	
  context	
  of	
  this	
  if	
  it	
  would	
  make	
  a	
  
difference	
  for	
  them.	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  18	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
Patricia:	
  Or	
  even,	
  you	
  know,	
  lifting	
  weights,	
  that	
  experience	
  too	
  …	
  like	
  when	
  you	
  start	
  lifting	
  weights	
  that	
  
is	
  the	
  hardest	
  part,	
  right?	
  Once	
  it	
  is	
  moving	
  it	
  is	
  not	
  that	
  hard	
  anymore.	
  
	
  
Shantel:	
  So	
  lots	
  of	
  these	
  things	
  and	
  the	
  way	
  we	
  would	
  approach	
  it	
  with	
  young	
  kids	
  is	
  to	
  actually	
  give	
  the	
  
experience	
  first	
  and	
  then	
  talk	
  about	
  the	
  principle	
  so	
  that	
  they	
  have	
  to	
  move	
  from	
  concrete	
  to	
  abstract.	
  
So,	
  to	
  me	
  you	
  can	
  do	
  that	
  -­‐	
  I	
  know	
  we	
  are	
  talking	
  about	
  pedagogy,	
  sorry!	
  –	
  to	
  me	
  it	
  wouldn’t	
  even	
  have	
  
to	
  be	
  in	
  a	
  lab,	
  it	
  could	
  be	
  while	
  they	
  are	
  …	
  
	
  
Diana:	
  You	
  could	
  bring	
  some	
  weights	
  in	
  to	
  the	
  classroom.	
  
	
  
Shantel:	
  It	
  would	
  be	
  very	
  simple.	
  Yeah,	
  but	
  teaching	
  basic	
  math	
  concepts	
  to	
  young	
  kids	
  you	
  can	
  see	
  the	
  
difference	
  between	
  the	
  ones	
  that	
  just	
  grasp	
  it,	
  and	
  the	
  ones	
  that	
  need	
  an	
  experience	
  to	
  build	
  the	
  
concept	
  onto,	
  and	
  that	
  is	
  just	
  variations	
  in	
  people.	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  it	
  would	
  be	
  interesting	
  to	
  try	
  and	
  do	
  that.	
  
	
  
Shantel:	
  Although	
  most	
  of	
  your	
  students	
  must	
  be	
  …	
  must	
  have	
  a	
  certain	
  amount	
  of	
  aptitude.	
  
	
  
Patricia:	
  Yeah,	
  like	
  to	
  me,	
  I	
  guess,	
  it	
  just	
  always	
  seems	
  so	
  simple	
  that	
  I	
  thought	
  bringing	
  some	
  weights	
  
into	
  class	
  would	
  be	
  a	
  waste	
  of	
  time.	
  
	
  
Diana:	
  So	
  Patricia,	
  where	
  do	
  you	
  feel	
  like	
  we	
  are	
  at	
  in	
  the	
  decoding?	
  Do	
  you	
  feel	
  like	
  we	
  have	
  sort	
  of	
  
circled	
  back	
  to	
  the	
  beginning?	
  Do	
  you	
  want	
  us	
  to	
  decode	
  further,	
  or	
  where	
  do	
  you	
  feel	
  you	
  are	
  at?	
  
	
  
Patricia:	
  No,	
  that	
  is…	
  I	
  would	
  say	
  that	
  feels	
  …	
  that	
  is	
  pretty	
  good.	
  I	
  certainly	
  have	
  some	
  things	
  that	
  I	
  
could	
  try	
  out	
  in	
  the	
  class	
  now	
  to	
  bring	
  out	
  some	
  awareness	
  that	
  I	
  hadn’t	
  thought	
  of	
  before.	
  I	
  don’t	
  know	
  
if	
  I	
  could	
  go	
  much	
  further.	
  
	
  
Diana:	
  Well,	
  maybe	
  like	
  Juan	
  Carlos	
  says	
  it	
  is	
  something	
  that	
  given	
  another	
  couple	
  of	
  days,	
  or	
  given	
  a	
  
week	
  things	
  will	
  emerge	
  as	
  you	
  are	
  thinking	
  about	
  them	
  and	
  coming	
  back	
  to	
  them	
  again	
  a	
  second	
  time.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  What	
  would	
  you	
  say	
  are	
  the	
  things	
  that	
  you	
  now	
  think	
  you	
  are	
  thinking	
  about?	
  
	
  
Patricia:	
  Well	
  I	
  hadn’t	
  really	
  thought	
  about	
  the	
  kinesthetic	
  part	
  of	
  it	
  at	
  all	
  really,	
  or	
  …	
  or	
  the	
  visualization	
  
and	
  I	
  still	
  …	
  I	
  don’t	
  think	
  I…	
  because	
  we	
  are	
  always	
  solving	
  these	
  things	
  for	
  one	
  point	
  in	
  time	
  and	
  I	
  don’t	
  
think	
  I	
  actually	
  visualize	
  them	
  as	
  moving	
  at	
  all,	
  but	
  I	
  think	
  I	
  have	
  a	
  sense	
  that	
  they	
  can	
  move	
  maybe?	
  So	
  I	
  
have	
  to	
  think	
  about	
  that	
  a	
  little	
  more.	
  Yeah,	
  and	
  then	
  just	
  the	
  part	
  about	
  having	
  the	
  experience	
  to	
  know	
  
that	
  this	
  is	
  such	
  a	
  valuable	
  step	
  is	
  really	
  important.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  It	
  would	
  seem	
  to	
  me	
  to	
  be	
  pretty	
  …	
  a	
  pretty	
  central	
  part.	
  
	
  
Patricia:	
  Yes,	
  it	
  is	
  very	
  valuable.	
  
	
  
Juan	
  Carlos:	
  It	
  is	
  also	
  part	
  of	
  the	
  possible	
  bottleneck.	
  
	
  
Diana:	
  It	
  was	
  good	
  –	
  thank	
  you	
  Patricia!	
  I	
  am	
  going	
  to	
  shut	
  the	
  camera	
  off	
  and	
  maybe	
  we	
  can	
  just	
  spend	
  
a	
  couple	
  of	
  minutes	
  debriefing…	
  
Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  19	
  of	
  20	
  	
  

	
  	
  

	
  

	
  
End	
  of	
  Audio	
  1:11:38	
  
	
  

Decoding	
  Patricia's	
  bottleneck	
  -­‐	
  the	
  application	
  of	
  Newton's	
  2nd	
  Law	
  to	
  moving	
  systems	
  
	
  

Page	
  20	
  of	
  20