Activité 2. La propagation des ondes sismiques
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- Auguste Cardinal
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1 Activité 2. La propagation des ondes sismiques Th.4-Chap.1-Act.2 Problème : quelles sont les propriétés des ondes sismiques? I. ATELIER 1. La propagation d'une onde Protocole à suivre : Afin de comprendre les propriétés d'une onde sismique, vous allez réaliser un enregistrement des vibrations de la table à partir de deux cellules piézo-électriques. Suivre pour cela le protocole proposé sur la fiche sur table. 1. Sur votre cahier réaliser un schéma propre et légendé de l'expérience. Schéma de la première modélisation Cellule 1 Simulation du séisme Cellule 2 Résultats obtenus Cellule 1 Cellule 2 Je vois que : les cellules piézo enregistrent un signal à distance du départ Si les deux cellules piézo sont à égale distance du départ, elles reçoivent un signal en même temps un d'amplitude similaire. Je déduis que les vibrations d'un séismes se déplacent dans toutes les directions Schéma de la deuxième modélisation Simulation du séisme Cellule 1 Cellule 2 Résultats obtenus Je vois que : la cellule la plus loin du démarrage enregistre un signal plus faible et avec un délais par rapport à la cellule la plus proche Proposez une hypothèse pour expliquer le délai entre la vibration enregistrée par la cellule n 1 et la cellule n 2 lors de la modélisation n 2. Je déduis que les vibrations d'un séismes mettent du temps à se déplacer et diminuent d'intensité avec la distance.
2 2. Proposer alors deux conclusions quant à la propagation de l'onde de vibration provoquée par le coup. Il y a propagation des vibrations dans la table Il ya dispersion dans toutes les directions des ondes sismiques Il y a atténuation de l onde avec la distance. II. ATELIER 2. L'enregistrement des ondes sismiques 3. Visualiser la simulation de sismographe des éditions Bréal 4. A l aide des documents de la fiche sur table et de la maquette proposée, légender le schéma du sismographe 5. Que mesure un sismographe? 6. A quoi correspond le tracé enregistré? Stylet Cylindre enregistreur sismogramme Support Socle III. ATELIER 3. Le séisme de Los Angeles en Sur la carte n 1, mesurer (en centimètre) les distances entre l épicentre et les 3 stations d enregistrement. 8. En utilisant l échelle, convertir ces distances en km (1,7cm sur la carte correspondent à 3200km). 9. Complétez le tableau ci-dessous : Station Distance avec l'épicentre sur la carte (cm) Schéma d'un sismographe Distance avec l épicentre dans la réalité (km) Temps d arrivée des ondes (s) Vitesse de l'onde sismique (km/s) V=d/t Tokyo Atlanta Papeete Je vois que quelque soit la distance et le paysage parcouru, les ondes sismiques se déplacent toujours à environ 2km/s soit 7200 km/h 10. Indiquez quelle station aura ressentie plus fortement le séisme? Justifiez votre réponse. C'est la ville d'atlanta car c'est la plus proche de l'épicentre et les ondes sismiques s'amortissent avec la distance. 11. En manipulant les ficelles de la maquette, déterminer le lieu de naissance des ondes sismiques(nb : les 3 ficelles doivent êtres tendues) et résumer vos observations. A LA FIN DES TROIS ATELIERS, Rédiger votre bilan personnel n 2 afin de résumer l'information apportée par cette activité et de répondre au problème de départ. Votre bilan doit parler des modalités de propagation des ondes sismiques, de l'appareil qui permet de les enregistre (et ainsi de calculer la magnitude et de localiser l'épicentre), de la vitesse des ondes sismiques et de leur propagation longue distance.
3 ATELIER 1. La propagation d'une onde Protocole à suivre : Les cellules piézo-électriques permettent de transformer les vibrations du sol (ou de la table) en un signal électriques que le logiciel Audacity peut enregistrer. Modélisation n Placer la cellule piézo n 1 sur le point A et la cellule n 2 sur le point B. 2. Ouvrir si besoin une nouvelle piste stéréo (Piste -> ajouter nouvelle -> piste stéréo) 3. Mettre l'enregistrement en route (rond rouge) 4. Donner UN SEUL sur la table coup au niveau du point rouge. 5. Stopper l'enregistrement (carré jaune). Notez ce que vous avez observé? Que pouvez vous en conclure sur la propagation des vibrations. Modélisation n Placer la cellule piézo n 1 sur le point C et la cellule n 2 sur le point D. 2. Mettre l'enregistrement en route (rond rouge) 3. Donner UN SEUL sur la table coup au niveau du point rouge. 4. Stopper l'enregistrement (carré jaune). 5. Sélectionner avec le curseur le signal enregistré et zoomer dessus à l'aide le l'icone 6. En zoomant très fortement observer le décalage entre l'onde enregistrée par le capteur n 1 et celle enregistrée par le capteur n Notez ce que vous avez observé (faire un schéma)? Que pouvez vous en conclure sur la propagation des vibrations.
4 ATELIER 2. L'enregistrement des ondes sismiques Animation à visionner : Aujourd'hui on utilise des sismomètres très perfectionnés
5 ATELIER 3. Le séisme de Los Angeles en 1994 Carte n 1. Enregistrement d'un séisme Lors du séisme de Los Angeles en janvier 1994, les stations d'observation de Tokyo, d Atlanta et de Papeete, située à des distances différentes de Los Angeles, ont enregistré les ondes émises par le séisme. Utilisez les informations de cette carte pour compléter le tableau (questions 8 et 9). Utilisez la maquette (carte avec les ficelles) afin de déterminer le lieu de naissance des ondes sismiques. Pour cela, vous devez superposer les trois anneaux tout en gardant les 3 ficelles tendues.
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