Terremotos e Ressonância

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Maria Eduarda Azambuja Carrilho
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1 Ntas d Prfessr Terremts e Ressnância Pergunta em fc Cm mviment d sl causad pr um terremt afeta a estabilidade de edifícis de diferentes alturas? Ferramentas e materiais Dis pedaçs quadrads de madeira, medind mais u mens 10 cm Tira fina de metal cm 30 cm - usams uma régua de metal Gramp pequen tip C Um pedaç de massa de mdelar crrespndente a metade d tamanh da mã, cm cerca de 100 g Régua u metr Martel e pregs, u chave de fenda e parafuss, para a madeira Crnômetr u timer Óculs de segurança Principais ideias e infrmações básicas Váris fatres influenciam a estabilidade ds edifícis durante um terremt. Alguns ds mais imprtantes incluem magnitude e duraçã d terremt, magnitude e númer ds "aftershcks", material gelógic subjacente e idade, desenh e altura ds edifícis. Cada estrutura tem uma frequência natural na qual vibra após ser afetada pr um impact u tremr inicial. Se a estrutura estiver sujeita a vibraçã cntínua pr alguma influência externa, cm um terremt, a amplitude da vibraçã depende muit da crrelaçã entre a frequência da scilaçã impsta e a frequência natural da estrutura. Se as duas frequências frem mais u mens as mesmas, a vibraçã resultante é a máxima. Essa cndiçã se chama ressnância. Se a frequência da scilaçã impsta fr muit menr u muit mair que a frequência natural, a amplitude da vibraçã resultante é muit menr. Durante alguns terremts, a frequência das ndas se prpagand é quase a mesma que a frequência natural de edifícis. Iss pde fazer cm que alguns edifícis sfram tremres u desabaments (aqueles ns quais existe ressnância) enquant edifícis vizinhs nã sejam danificads.

metade d tamanh da mã, cm cerca de 100 g Régua u metr Martel e pregs, u chave de fenda e parafuss, para a madeira Crnômetr u timer Óculs de segurança Principais ideias e infrmações básicas Váris

2 Ntas d Prfessr: Terremts e Ressnância Pág. 2 de 5 A faixa de frequência de ndas sísmicas é grande, desde a faixa audível (superir a 20 hertz (Hz) u um períd de 0,05 s) até as frequências das scilações livres de tda a Terra, cm mair períd send de 54 minuts. A atenuaçã das ndas nas rchas impõe limites de alta frequência e, em terremts pequens e mderads, as frequências dminantes se estendem em ndas de superfície de cerca de 1,0 a 0,1 Hz. (Fnte: Britannica Online, -f-seismic-waves) Uma frequência de 1 Hz significa que 1 nda passa pr segund; uma frequência de 0,1 Hz indica que 10 ndas passam pr segund. A fórmula para encntrar a frequência u períd d temp é: f = 1/T e T = 1/f (f = frequência; T = temp) Para terremts pequens e mderads, períd de scilaçã de ndas superficiais nrmalmente varia de 1 a 10 segunds. Iss crrespnde, mais u mens, as períds de scilaçã desta atividade. Segund a tabela em um edifíci de 10 andares pderia ser afetad pr uma nda superficial pr um períd de um segund. Dicas d prcediment Na etapa 1, s aluns devem prender dis pedaçs de madeira usand pregs u parafuss para frmar uma base em frma de L. Vcê pde preparar s blcs de madeira cm antecedência para que s aluns tenham mais temp para fcar na atividade. Também na etapa 1, gramp deve ser clcad n tp d blc de madeira para garantir a precisã. Na etapa 4, s aluns devem estabilizar a base de madeira em uma mesa. Se vcê tiver gramps tip C extras, s aluns pdem prender blc de madeira em frma de L n tamp da mesa (esse gramp nã é mstrad na ft). Nas etapas 4 e 5, s aluns medem e calculam períd de scilaçã da bla de massa de mdelar. Observe que uma scilaçã pde ser descrita pr seu períd (quant temp demra uma scilaçã cmpleta) u sua frequência (quantas scilações acntecem pr unidade de temp). O períd e a frequência sã invers um d utr. A scilaçã pde ser igualmente bem descrita tant pel períd cm pela frequência. Na etapa 7, a altura é a variável independente e é inserida n eix hrizntal, enquant períd de scilaçã é a variável dependente, inserida n eix vertical.

de 54 minuts. A atenuaçã das ndas nas rchas impõe limites de alta frequência e, em terremts pequens e mderads, as frequências dminantes se estendem em ndas de superfície de cerca de 1,0 a 0,1 Hz.

3 Ntas d Prfessr: Terremts e Ressnância Pág. 3 de 5 Discussã 1. Cm estud ds efeits de terremts pdem ajudar s engenheirs a melhrar a segurança de edifícis e utras estruturas? A estudar cm edifícis e utras estruturas respndem a terremts, s engenheirs pdem recmendar técnicas e materiais de cnstruçã adequads. Eles também pdem avaliar estruturas mais antigas e frmas de refrçá-las para que cnsigam suprtar um terremt. Pr fim, s engenheirs pdem desenvlver códigs de cnstruçã para ajudar a evitar um claps estrutural durante um terremt. 2. Imagine que vcê seja um cnstrutr que esteja planejand um empreendiment imbiliári em uma área cm prbabilidade de terremts. Que tips de terrens vcê evitaria para seu prjet? Onde vcê sugeriria que a cnstruçã fsse segura? O risc de terremts é mair em terrens de sl maci que em leits rchss sólids. Iss crre prque a energia das ndas d terremt é transmitida mais rapidamente, cm menr amplitude de nda, em rchas sólidas, mas de frma mais lenta, cm mair amplitude de nda, em materiais mens firmes. Pr esse mtiv, um cnstrutr deve evitar cnstruir sbre sl maci, arens. Ele deve sugerir a cnstruçã de edifícis sbre rchas sólidas. Avaliaçã Descreva, cm suas próprias palavras u imagens, cm mviment d sl causad pr um terremt afeta a estabilidade de edifícis de diferentes alturas. Extensões e pesquisa mais aprfundada Visite utrs recurss d SEED e animações de terremts: Limites das Placas e Terremts Mais Terremts, Mas Pr Que Nã Tsunamis? Epicentrs de Terremts de 1999 a p/en/index.htm?width=600%26height=500%26ppup=true Terremts e Chques Causads pel Hmem Sismógrafs Pessais

Eles também pdem avaliar estruturas mais antigas e frmas de refrçá-las para que cnsigam suprtar um terremt.

4 Ntas d Prfessr: Terremts e Ressnância Pág. 4 de 5 Peça as aluns para pesquisarem s efeits da ressnância n terremt de 1985 na Cidade d Méxic. Esse terremt causu váris dans e destruiçã a cerca de 500 edifícis. As vibrações d sl fram amplificadas pelas prpriedades vibracinais de edifícis alts. Iss fez cm que edifícis de 10 a 14 andares balançassem ainda mais (pr um períd de um a dis segunds) e resultu em dans a várias estruturas. Edifícis próxims, mais alts e mais baixs, nã fram afetads. Peça as aluns para cnstruírem uma "tabela de tremr" para estudar efeit ds terremts sbre as estruturas. Primeir, peça que grampeiem uma tampa plástica de cp de café em um blc de madeira, cm a abertura vltada para blc. Entã, peça que clquem blas de gude sb a tampa. Em seguida, peça que clquem as blas de gude, a tampa plástica e blc de madeira em uma caixa de papelã para cnter a quantidade de mviment. Peça que criem estruturas e as clquem n blc de madeira. Entã, eles devem simular um terremt, mvend a caixa de um lad para utr e da frente para trás. Peça que também variem a frequência ds tremres. Dê a eles uma prtunidade de redesenharem suas estruturas para que elas suprtem melhr mviment d blc. Peça que grups de aluns desenhem estruturas resistentes a terremts. Dê a eles materiais para cnstruir as estruturas e tire um dia na aula para testar suas estruturas e fazer revisões as desenhs. Peça que s grups apresentem seus edifícis a seus clegas e dê temp para que s aluns façam perguntas sbre desenh e prcess de teste usads. Glssári / vcabulári epicentr lcal exat da superfície da Terra diretamente acima d lcal nde terremt está cncentrad. O epicentr é pnt n qual a crsta treme e a partir d qual emite ndas de chque. falha uma fratura u zna de fraturas que leva a deslcament das camadas rchsas da crsta terrestre. A pressã aumenta em uma das laterais da falha até que a rcha se quebre e crra mviment. A mairia das falhas está n subsl, mas algumas pdem ser vistas da superfície. scilaçã cicl cmplet de um bjet em mviment de ida e vlta. períd temp necessári para cncluir um cicl u uma açã islada. períd de scilaçã natural períd de um mviment cmplet de ida e vlta de um crp u sistema.

Iss fez cm que edifícis de 10 a 14 andares balançassem ainda mais (pr um períd de um a dis segunds) e resultu em dans a várias estruturas. Edifícis próxims, mais alts e mais baixs, nã fram afetads.

5 Ntas d Prfessr: Terremts e Ressnância Pág. 5 de 5 ressnância cndiçã na qual a vibraçã que afeta um bjet tem mais u mens mesm períd que períd de vibraçã natural d bjet. sismlgia relativ a ndas de energia de chque que viajam pela Terra cm resultad de um terremt u explsã. As ndas sísmicas sã medidas pr um sismógraf e estudadas pr sismólgs. terremt tremr abrupt d sl que crre quand frças dentr da crsta terrestre causam um mviment repentin na rcha. Os terremts pdem ser resultad de uma liberaçã repentina de pressã a lng de uma fratura na crsta terrestre, de atividade vulcânica u de atividades humanas, cm uma explsã. A mairia ds terremts crre ns 720 km mais externs da crsta, nde as rchas sb pressã prvavelmente se quebram, em vez de se curvarem u vazarem. Links para recurss (em inglês) Prgrama de Riscs de Terremts, U.S. Gelgical Survey (USGS) Cm s Terremts Afetam s Edifícis, Multidisciplinary Center fr Earthquake Engineering (MCEER) Bibliteca d Centr Pacific Earthquake Engineering Research (PEER), Natinal Infrmatin Service fr Earthquake Engineering (NISEE) Artigs relacinads Terremts e Chques Causads pel Hmem Terra Um Planeta Viv Epicentrs de Terremts de 1999 a rthquake_epicenters/en/index.htm SEED - Atividade d Labratóri de Ciências: Sismógrafs Pessais Medind a Intensidade d Terremt

terremt tremr abrupt d sl que crre quand frças dentr da crsta terrestre causam um mviment repentin na rcha.

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