Trabalho de Física III

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ATIVIDADE AUTOINSTRUCIONAL  FÍSICA III  2014/2 TERREMOTOS Equipe em ordem alfabética: Postado por:

1 – O que são terremotos e como são formados?

O terremoto é uma oscilação rápida e frequentemente violenta da superfície da Terra provocada pela fricção interna das partes móveis da crosta terrestre. Enquanto os tremores suaves podem ocorrer em qualquer região do globo, os grandes terremotos geralmente ocorrem perto das bordas das principais placas que constituem a crosta e ao longo das elevações no meio do oceano, onde uma nova crosta está em formação. O alcance e o impacto dos terremotos depende da energia que liberam; seu ponto de origem está geralmente localizado em uma profundidade não superior a 30 km, sendo denominado foco. O epicentro é o ponto da superfície terrestre localizado verticalmente acima do foco; as ondas de choque deslocam-se para o exterior do epicentro com velocidades distintas em diferentes camadas da crosta terrestre. São vários os tipos de ondas que resultam de um terremoto. O primeiro é o das ondas superficiais, muito fortes perto do epicentro e responsáveis pelos maiores danos de um terremoto. Como sua intensidade se reduz muito rapidamente, torna-se impossível detectá-las, em regra, a uns 320 quilômetros do epicentro, embora as ondas longas, muito mais fracas, possam percorrer grandes distâncias. Mas, a uma certa distância do epicentro, as ondas observadas geralmente percorrem o próprio interior da Terra, recebendo a denominação de ondas primárias e ondas secundárias. Por se deslocarem com maior velocidade, as ondas primárias chegam antes ao observatório. Além disso, as ondas secundárias praticamente não conseguem atravessar as massas líquidas.

2 – Explique o que é fenômeno da ressonância?

Todos os corpos vibram naturalmente com certa frequência, denominada frequência natural. Quando um sistema vibrante é submetido a uma série periódica de impulsos cuja frequência coincide com a frequência natural do sistema, a amplitude de suas oscilações cresce gradativamente, pois a energia recebida vai sendo armazenada. A esse fenômeno dá-se o nome de ressonância.

3 – Cite e discuta uma situação (que não seja abalos sísmicos) em que o fenômeno de ressonância esteja presente.

Você já deve ter ouvido falar que cantores líricos conseguem quebrar uma taça de cristal usando apenas o som emitido por sua voz. Será que isso é possível?

Como já sabemos, o som é uma onda mecânica que se propaga em meios materiais, essa onda produz vibrações no meio em que se propaga.
Toda e qualquer onda sonora é capaz de produzir vibrações que estimulam oscilações em corpos situados nas proximidades das fontes. Quando a frequência de oscilação da fonte coincide com a frequência de oscilação natural do corpo, a amplitude de oscilação desse corpo atinge valores elevados, pois a fonte progressivamente cede energia ao corpo. Esse fenômeno é conhecido como ressonância.

Quando a frequência da voz de uma cantora lírica atinge a mesma frequência de vibração das moléculas de uma taça de cristal, a quantidade de energia das moléculas se eleva gradativamente e a taça se quebra.

4 – Discuta a relação de ressonância entre os tremores do solo (num terremoto) e as estruturas a ele ligadas e apresente medidas que podem ser tomadas para minimizar esta influência?

Um tipo de dano que pode ocorrer durante um terremoto está relacionado à altura de um edifício. Todos os edifícios têm um período de oscilação natural o tempo que o edifício leva para balançar de um lado para o outro uma vez. O período de oscilação depende do tamanho e da forma do edifício. Geralmente, edifícios mais altos têm períodos de oscilação mais longos que edifícios mais baixos. Se a oscilação natural de um edifício tem o mesmo período de oscilação que o tremor do solo durante um terremoto, o edifício vai balançar mais. Isso se chama ressonância. Isso aumenta a probabilidade de desabamento do edifício. Se a oscilação do solo for mais rápida ou mais lenta que a oscilação natural do edifício, ele será menos afetado. Para evitar a destruição sísmica: aumentar as forças resistivas de forma a diminuir as amplitudes das oscilações na zona de ressonância; evitar que a frequência própria das oscilações da construção seja próxima da das oscilações provocadas pelos sismos.

5 – Baseando-se no princípio da ressonância, explique a razão da expressão: “soldados não passam marchando em pontes”

Uma ponte, ou qualquer estrutura, é capaz de vibrar com certas frequências naturais. Se a marcha regular de um pelotão de soldados for próxima de umas das frequências naturais de vibração da ponte, esta poderá romper por atingir uma amplitude de vibração muito alta. Por este motivo que soldados são orientados a não seguir uma marcha constante ao atravessar uma ponte.

6 – Explique os termos “epicentro” e “hipocentro” de um terremoto e mostre a diferença entre eles.

Epicentro – local situado na superfície da Terra na vertical do hipocentro e onde o sismo (fenômeno de vibração brusca e passageira da superfície da Terra) se faz sentir com mais intensidade.

Hipocentro – local situado em profundidade, e onde o sismo tem origem.

Epicentro é a parte da superfície terrestre onde se registra a maior intensidade de um terremoto. Sua ocorrência se dá acima do hipocentro, o local interno da Terra, onde ocorre o terremoto. Muitas vezes, costuma-se dizer que ocorreu um terremoto em determinado local, mas nem sempre isso é verdade. É comum as pessoas terem sentido tão somente as ondas sísmicas, que se originam a partir do hipocentro, mas podem atingir centenas de quilômetros de distância. 

7 – Explique a expressão “ondas sísmicas”?

As ondas sísmicas são de natureza mecânica e se propagam de forma muito parecida com as ondas sonoras, mas são de frequência muito mais baixas que essas, tipicamente entre 0.001 Hz e 1 Hz. Isso significa que o período dessas ondas é bastante longo, variando entre 1 segundo até 100 segundos de crista a crista. Da mesma forma que as ondas sonoras, as ondas sísmicas também podem ser refletidas, comprimidas, dilatadas ou atenuadas e quando atravessam meios de densidade diferentes podem sofrer difração, atenuação ou mudarem a velocidade de propagação.