Σεισμογράφος ΟΔΗΓΙΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΣΕΙΣΜΟΓΡΑΦΟΥ ΜΙΑΣ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑΣ

Transcript

1 Σεισμογράφος ΟΔΗΓΙΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΣΕΙΣΜΟΓΡΑΦΟΥ ΜΙΑΣ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑΣ Εργασία : Κατασκευή αυτοσχέδιου σεισμογράφου Σχολείο : 3ο Γυμνάσιο Αχαρνών Μαθητές : Κατσιάνου Ιωάννα Γ γυμνασίου Κατσιάνου Ναταλία Α γυμνασίου Κατσιάνου Γωγώ Α γυμνασίου Υπεύθυνος Καθηγητής : Βαλιανάτος Α. (Φυσικός)

2 Εισαγωγή Παρά το γεγονός πως πολλά παιδιά χειρίζονται εξαιρετικά τα δημιουργήματα της τεχνολογίας, υπάρχουν παιδιά,όπως εμείς, που επιλέξαμε απλά υλικά για να φτιάξουμε μία όμορφη και λειτουργική κατασκευή. Θα έλεγε κανείς, ότι με τη φαντασία μας και τη βοήθεια των υλικών που βρίσκαμε στους κάδους ανακύκλωσης και με προσφορές των καταστημάτων της περιοχής μας,καταφέραμε να δημιουργήσουμε την κατασκευή μας. Υπάρχει μια παλιά παροιμία που λέει ότι «τα σκουπίδια ενός ανθρώπου είναι ο θησαυρός ενός άλλου». Με την ευκαιρία θα σας αποδείξουμε γιατί αυτή η παροιμία είναι απολύτως σωστή! Εμείς τα παιδιά δείχνουμε να αντιλαμβανόμαστε ρεαλιστικά την επιδείνωση των συνθηκών που ζει η όμορφη χώρα μας, έχουμε δηλαδή μία σαφή αντίληψη της οικονομικής κρίσης. Για αυτό και προσπαθούμε να προσαρμοστούμε στα νέα δεδομένα, δημιουργώντας κατασκευές με πολύ χαμηλό κόστος. Τέλος θα ήταν άδικο να μην ευχαριστήσουμε τον φυσικό μας τον κύριο Βαλιανάτο και κυρίως τον διευθυντή του σχολείου μας τον κύριο Χιώτη που μας βοηθήσανε αμέσως σε ότι θέλαμε προκειμένου να υλοποιηθεί το έργο μας

3 Αντικείμενο της Σεισμολογίας... Γενικοί Τρόποι Έρευνας στη Σεισμολογία Η Επιστημονική και Κοινωνική σημασία της Σεισμολογίας Οι πιο μεγάλοι σεισμοί Περιγραφή σεισμογράφων Αιτίες των σεισμών Στρατηγική πριν και μετά τον σεισμό Μέτρηση σεισμού Η κατασκευή πού επιλέξαμε Βήματα με φωτογραφίες του σεισμογράφου μας Λειτουργία δικού μας σεισμογράφου Κόστος υλικών και βίντεο παρουσιάσης Βιβλιογραφία

4 1. Αντικείμενο της Σεισμολογίας Η Σεισμολογία είναι κλάδος της Γεωφυσικής. Αντικείμενο της είναι η μελέτη των σεισμικών φαινομένων. Η Σεισμολογία έχει συμβάλει μεταξύ άλλων, στον προσδιορισμό της δομής του εσωτερικού της γης (αλλά και της σελήνης), στην ανεύρεση γεωλογικών δομών αρχαιολογικού και οικονομικού ενδιαφέροντος, στον καθορισμό ζωνών σεισμικής επικινδυνότητας και καθορισμό των προδιαγραφών αντισεισμικού σχεδιασμού των κατασκευών. Οι προσπάθειες για πρόγνωση σεισμών δεν έχουν καρποφορήσει, καθώς δεν έχει γίνει ως σήμερα εφικτό να υπάρξει προσδιορισμός τόπου, χρόνου, μεγέθους και βεβαιότητας ότι θα γίνει σεισμός. Οι μέθοδοι που αποσκοπούν στη βραχεία πρόγνωση με χρονικό παράθυρο της τάξης του μήνα (ή μηνών) στερούνται κυρίως της βεβαιότητας, ενώ οι σεισμολογικές μέθοδοι που αποσκοπούν στη μακροπρόθεσμη πρόβλεψη (της τάξης των δεκαετιών ή και πολύ περισσότερο) δε μπορούν να εντοπίσουν το πότε θα γίνει ο σεισμός και έχουν αξία κυρίως ως προς τον χαρακτηρισμό της επικινδυνότητας των περιοχών.

5 2. Γενικοί Τρόποι Έρευνας στη Σεισμολογία 2α) Παρατηρήσεις στη φύση Παρατηρούνται απευθείας και εκτιμούνται, κυρίως ποιοτικά, τα μακροσεισμικά αποτελέσματα των σεισμών, δηλαδή, τα αποτελέσματα αυτών στο έδαφος, στο νερό, στα κτίρια, στους ανθρώπους, κλπ. Η μελέτη αυτή λέγεται μακροσεισμική μελέτη των σεισμών. Παρατήρηση και λήψη μετρήσεων πάνω στα σεισμογράμματα, δηλαδή, στις καταγραφές των σεισμικών κινήσεων από όργανα που λέγονται σεισμογράφοι. Η τέτοια ποσοτική μελέτη των σεισμών λέγεται μικροσεισμική μελέτη αυτών. 2β) Πειραματικές εργασίες στο εργαστήριο Η εργαστηριακή μελέτη των σεισμικών φαινομένων άρχισε τη δεκαετία του 196 και αποτελεί σημαντικό συμπλήρωμα των άλλων μεθόδων που εφαρμόζονται για την ερμηνεία των φαινομένων αυτών και τη μελέτη του εσωτερικού της Γης. 2γ) Θεωρητική έρευνα Αφορά τη μελέτη των ελαστικών ιδιοτήτων των σωμάτων και του τρόπου γένεσης και διάδοσης των ελαστικών κυμάτων με κατάλληλη μαθηματική ανάλυση. Η έρευνα αυτή και κυρίως η θεωρία των ελαστικών κυμάτων αναπτύχθηκε ως ανεξάρτητος επιστημονικός κλάδος μέχρι να επινοηθούν οι σεισμογράφοι.

6 3. Η Επιστημονική και Κοινωνική σημασία της Σεισμολογίας Το επιστημονικό αποτέλεσμα καθορίζεται προφανώς από την προσωπικότητα αυτού που παράγει την επιστημονική γνώση. Ποιες είναι οι ιδιότητες που πρέπει να έχει ένας ερευνητής για να παράγει γνώση; Χρειάζεται όπως λένε οι Έλληνες "να παίρνει τα γράμματα". Όταν κάποιος "παίρνει τα γράμματα" μπορεί να γίνει καλός ερευνητής, αφού όμως έχει τις εξής ιδιότητες: Πρώτον να είναι εξαιρετικά εργατικός. Δεύτερο και πολύ βασικό, να είναι επίμονος. Όταν προσπαθεί να λύσει ένα πρόβλημα πρέπει να επιμένει και να ξέρει ότι κατά 99% θα το λύσει. Και τρίτο, ως βασική ιδιότητα, πρέπει να έχει επιστημονική ευσυνειδησία. Όπως, όταν διαχειριζόμαστε τα οικονομικά, πρέπει να σκεπτόμαστε ότι σε κάθε περίπτωση θα μας ελέγξει κάποιος εισαγγελέας, το ίδιο όταν παράγουμε επιστημονική γνώση, επιστημονικές παρατηρήσεις, πρέπει να γνωρίζουμε ότι οπωσδήποτε κάποιος θα ελέγξει αυτό το αποτέλεσμα.

7 Αν, λοιπόν, ένας άνθρωπος ο οποίος είναι καλός μαθητής, παίρνει τα γράμματα και έχει αυτές τις ιδιότητες, κληρονομικές και επίκτητες, που μπορούν να ενισχυθούν στη συνέχεια, πληρούνται οι όροι που μπορεί να παράγει ικανοποιητική, πολύ καλή επιστημονική γνώση Η γνώση αυτή χρησιμοποιείται για το κοινωνικό σύνολο. Εκεί γνωρίζουμε το επιστημονικό αποτέλεσμα, γιατί το τεχνολογικό αποτέλεσμα, πολλές φορές έχει χρησιμοποιηθεί για μη ειρηνικούς σκοπούς. - Είναι επιστήμη που συνέβαλε ίσως όσο καμία άλλη, στη λύση του ενεργειακού προβλήματος. Γνωρίζουμε ότι το 95% των κοιτασμάτων πετρελαίου έχουν ανευρεθεί με σεισμολογικές μεθόδους. -Το σύνολο των γνώσεών μας για τη δομή του πλανήτη μας, αλλά και τις τεκτονικές διαδικασίες του εσωτερικού της γης, αλλά και του εσωτερικού της δορυφόρου, δηλαδή της Σελήνης έχουν αναδειχτεί με γεωφυσικές μεθόδους. Γνωρίζουμε ότι η συμφωνία μεταξύ των μεγάλων δυνάμεων για τον περιορισμό των πυρηνικών όπλων βασίζεται σε σεισμολογικές μεθόδους, αφού με τέτοιες μεθόδους έγινε δυνατή η διάκριση των πυρηνικών εκλείψεων από τους σεισμούς

8 4.Οι πιο μεγάλοι σεισμοί στην ιστορία της Σεισμολογίας

9 5. Περιγραφή σεισμογράφων Ένας σεισμογράφος αποτελείται από τρία κύρια μέρη: το σεισμόμετρο, το σύστημα απόσβεσης και το καταγραφικό. Το σεισμόμετρο είναι το μηχανικό υποσύστημα που φέρει την κινούμενη μάζα στην οποία επιτρέπει να κινηθεί κατά έναν, δύο ή τους τρεις άξονες. Στην περίπτωση του άνω των ενός αξόνων υπάρχουν αντίστοιχες κινούμενες μάζες. Το υποσύστημα απόσβεσης είναι το ηλεκτρικό/μηχανικό υποσύστημα που πραγματοποιεί την απόσβεση ταλάντωσης της κινούμενης μάζας προκειμένου να μπορεί μεν να ακολουθήσει την εδαφική κίνηση αλλά να μην συμπεριφέρεται ως σύστημα ελεύθερη ταλάντωσης

10 6. Αιτίες των σεισμών Από την αρχαιότητα ακόμα, ορισμένοι Έλληνες φιλόσοφοι, προσπάθησαν να δώσουν εξηγήσεις γι' αυτό το φαινόμενο. Σήμερα, οι σεισμοί εξηγούνται με όρους φυσικών επιστημών. Τα πιο εντυπωσιακά γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά τεκτονικής προέλευσης του χώρου αυτού είναι η ελληνική τάφρος, το ελληνικό τόξο και η λεκάνη του βορείου Αιγαίου. Σύμφωνα με το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών η ελληνική τάφρος αποτελείται από μια σειρά θαλάσσιων λεκανών που έχουν βάθη μέχρι 5 χλμ. Αυτή είναι παράλληλη προς το ελληνικό τόξο. Το ελληνικό τόξο αποτελείται από το εξωτερικό ιζηματογενές τόξο, το οποίο συνδέει τις Δειναρικές Άλπεις με τις Τουρκικές Ταυρίδες διαμέσου των Ελληνίδων οροσειρών, των Ιονίων νήσων, της Κρήτης και της Ρόδου και από το εσωτερικό ηφαιστειακό τόξο, το οποίο είναι παράλληλο προς το ιζηματογενές τόξο και βρίσκεται σε μια μέση απόσταση 12 χλμ. απ' αυτό.

11 Το ηφαιστειακό τόξο αποτελείται από διάφορα ηφαιστειακά νησιά, ανδεσιτικά ενεργά ηφαίστεια (Μέθανα, Σαντορίνη, Νίσυρος) και θειονίες. Μεταξύ του ιζηματογενούς και του ηφαιστειακού τόξου βρίσκεται η λεκάνη του Κρητικού πελάγους (λεκάνη νοτίου Αιγαίου), της οποίας το βάθος φθάνει τα 2 μ. περίπου. Η πιο ενδιαφέρουσα γεωμορφολογική δομή τεκτονικής προέλευσης στο βόρειο Αιγαίο είναι η λεκάνη του βορείου Αιγαίου, με βάθος νερού μέχρι 15 μ. περίπου. Επέκτασή της προς τα ΒΑ αποτελούν πιθανώς οι μικρές λεκάνες της θάλασσας του Μαρμαρά.

12 7. Στρατηγική πριν και μετά τον σεισμό Είναι κοινά αποδεκτό ότι το ζήτημα της αντιμετώπισης των συνεπειών των σεισμών στη χώρα μας συνιστά μέγιστης εθνικής σημασίας πρόβλημα. Όπως φανερώνουν και τα στοιχεία που μας δίνει ο Ο.Α.Σ.Π. (Φεβρουάριος 1984) η Ελλάδα έχει τη μεγαλύτερη σεισμικότητα απ όλες τις χώρες της Μεσογείου Σε παγκόσμιο επίπεδο, η χώρα μας κατατάσσεται στις πρώτες θέσεις όσοναφορά τη σεισμικότητά της, όπου, βάσει στοιχείων, απελευθερώνεται το 2% της παγκόσμιας σεισμικής ενέργειας. Παίρνοντας υπόψη τις παραπάνω παρατηρήσεις, καθώς και τις εργασίες των αρμόδιων επιστημόνων προκύπτει το συμπέρασμα ότι στα επόμενα 3 χρόνια αναμένονται σεισμοί αντίστοιχοι με αυτόν της Πάρνηθας. Από την εμπειρία που υπάρχει σε άλλες χώρες που αντιμετωπίζουν αντίστοιχα προβλήματα, γνωρίζουμε ότι η ανθρώπινη κοινωνία μπορεί να μάθει να αντιμετωπίζει τις συνέπειες των σεισμών,να μειώνει στο ελάχιστο ή και να μηδενίζει τις απώλειες σε ανθρώπινες ζωές, τις ζημιές στην οικονομία και την υποδομή της χώρας. Η χώρα μας έχει κάνει λίγα βήματα στην κατεύθυνση αυτή, όπως φάνηκε από το σεισμό στην Αθήνα, αλλά και από παλαιότερους Αυτά τα μέτρα οφείλουν να απαντούν στο σύνολο των προβλημάτων που δημιουργεί στον άνθρωπο το φαινόμενο σεισμός, τα οποία μπορούν να συνοψιστούν σε δύο βασικές κατηγορίες: 1. Απώλειες σε ανθρώπινες ζωές 2. Οικονομικά και κοινωνικά προβλήματα που προκύπτουν από την καταστροφή του οικιστικού κεφαλαίου της περιοχής και των έργων υποδομής.

13 ΠΡΙΝ ΤΟ ΣΕΙΣΜΟ -Εξασφάλιση κατασκευών ανθεκτικών στο σεισμό. -Σχεδιασμός για την αντιμετώπιση σεισμικών καταστροφών. ΜΕΤΑ ΤΟ ΣΕΙΣΜΟ - Άμεσες μετασεισμικές ενέργειες - Συνεχής και αντικειμενική πληροφόρηση των πολιτών - Δραστηριοποίηση οργανωμένων ομάδων της τοπικής αυτοδιοίκησης - Κινητοποίηση ομάδων σεισμικής ετοιμότητας του Τ.Ε.Ε. - Άμεση λειτουργία χώρων καταυλισμού - Αστυνόμευση Ρύθμιση κυκλοφορίας Πρόληψη εκτροπών - Χρηματοδοτήσεις για την επισκευή κτιρίων

14 8. Μέτρηση σεισμού

15 9. Η κατασκευή πού επιλέξαμε Επηρεαστήκαμε από έναν σεισμογράφο που εντοπίσαμε στο διαδίκτυο. Μας άρεσε η ιδέα της καταγραφής του σεισμού,καταγράφοντας συνεχόμενα στο ρολό καταγραφής και κατεβαίνοντας με μηχανισμό αναλογικά. Τροποποιήσαμε τον σεισμογράφο σύμφωνα με τα υλικά που διαθέταμε,μιας και το ποσό που είχαμε στην διάθεση μας, ήταν αρκετά περιορισμένο. Είμαστε πεπεισμένοι ότι αυτός ο οικονομικός περιορισμός μας έκανε πιο δημιουργικούς!!!

16 1. Βήματα με φωτογραφίες του σεισμογράφου μας 1. Πήραμε ένα κομμάτι ξύλο, το οποίο κόψαμε στις διαστάσεις πού μας εξυπηρετούσαν. 2. Φτιάξαμε την γωνία στήριξης για να κρατάει το τύμπανο, και το μηχανισμό της γραφίδας. Επίσης βάλαμε ξυλάκια για καλύτερη στήριξη. 3. Βάλαμε όπου χρειάζεται τροχαλίες για το σχοινί. 4. Τοποθετήσαμε το τύμπανο ( το οποίο είναι ένα καρούλι από άδεια κουλούρα σχοινιού) για να καταγράψει το σεισμόγραμμα.

17 5. Το ξύσαμε με γυαλόχαρτο για να γίνει λείο 6. Το βάψαμε στο χρώμα του ξύλου. 7. Τοποθετήσαμε το ελατήριο, τα βαρίδια (παλιά ρουλεμάν) και την γραφίδα μας. Επίσης την ράγα (ως μορφή απόσβεσης) Τοποθετήσαμε τα μοτέρ στις αντίστοιχες θέσεις με τους διακόπτες τους, και τις μπαταρίες. Τέλος βάλαμε τις σιδερογωνιές μας.

18 11. Λειτουργία δικού μας σεισμογράφου Βασίζεται στην ισορροπία και την ταλάντωση του ελατηρίου δημιουργώντας το σεισμόγραμμα. Βαρίδι (τα 2 ρουλεμάν) κρέμονται από το ελατήριο, και συνδέεται με τη γραφίδα μας (τον μαρκαδόρο). Όταν το έδαφος δεν κινείται ο μαρκαδόρος γράφει στον κύλινδρο μια ευθεία γραμμή,την γνωστή γραμμή ηρεμίας. Όταν γίνεται σεισμός το άκρο του μαρκαδόρου επιτελεί κίνηση κάθετη στη γραμμή ηρεμίας. Μα την βοήθεια των μοτέρ καταφέρνουμε να πραγματοποιήσουμε τρεις κινήσεις : Να κατεβαίνει η γραφίδα,να γυρνάει το τύμπανο και να ανεβαίνει ξανά η γραφίδα για επανάληψη της λειτουργίας της.

19 11α. Υλικά και κόστος κατασκευής Κόστος Υλικά 1. Κομμάτια ξύλου μελαμίνης 2. Κομμάτια γωνίας γυψοσανίδα 3. Μια ντίζα με παξιμάδια και ροδέλες 4. Τρία παλιά ρουλεμάν 5. Ρετάλι ράγας γκαραζόπορτας 6. Μία τροχαλία 7. Τέσσερις μπαταρίες από ανακύκλωση 8. Δύο μοτέρ από τηλεκατευθυνόμενο χαλασμένο παιχνίδι από την ανακύκλωση 9. Τρεις διακόπτες από δωρεά καταστήματος 1. Μπογιά για ξύλο 11. Μαρκαδόρος 12. Θερμοσιλικόνη, βίδες 13. Οδηγός ράγας δωρεά καταστήματος 14. Ελατήριο από χαλασμένο ρομπότ παιχνίδι Σύνολο : 3,5 2 5,5 11β. Video παρουσίασης Μπορείτε να δείτε στο youtube βίντεο με την παρουσίαση του σεισμογράφου μας.

20 12. Βιβλιογραφία dmlearthquakesfaqs_gr/dmlearthquakesfaqs_gr? OpenDocument