ONDAS ELÁSTICAS NO INTERIOR DA Título TERRA

Transcrição

1 ONDAS ELÁSTICAS NO INTERIOR DA Título TERRA Texto... Prof. Eder C. Molina IAG Universidade de São Paulo

2 Energia Título Elástica Texto... A deformação dos sólidos armazena energia mecânica em uma forma que se chama de energia elástica e esse processo pode ser demonstrado de forma simples com uma régua escolar de plástico.

3 Energia elástica Títuloe terremotos Texto... A movimentação de uma falha geológica durante a ocorrência de um terremoto guarda alguma semelhança com a régua deformada. Energia elástica é acumulada por processos tectônicos na forma de deformação das rochas da crosta. Quando a deformação supera um nível crítico, as rochas da crosta se quebram, ou, como é mais comum, escorregam ao longo de planos de uma falha préexistente.

4 Propagação Título de ondas elásticas Texto... O som se propaga pelos sólidos da mesma forma do que pelos fluidos, na forma de variações de pressão no seu interior. Os sólidos, no entanto, também permitem a propagação de ondas elásticas que têm uma característica diferente. Uma das coisas que distingue os sólidos dos fluidos é o fato dos fluidos, quando em equilíbrio mecânico, não admitirem a presença de forças agindo paralelamente à sua superfície.

5 Propagação Título de ondas elásticas Texto... Se um vidro contendo mel for bruscamente inclinado, o que se observa é que o mel escoa lentamente, mas sem parar, até que na sua superfície livre fique paralela à linha do horizonte. Uma vez atingido esse estado, o mel fica em equilíbrio e só volta a escoar se a sua inclinação for novamente alterada.

6 Propagação Título de ondas elásticas Texto... Essa característica, que é essencial para os fluidos, tem uma conseqüência importante que é o fato que, em qualquer superfície que se possa imaginar ou criar no interior de um fluido em repouso, as forças que agem sobre essa superfície são sempre perpendiculares a ela. A característica provém do fato dos fluidos não possuírem, ao contrário dos sólidos, o que se chama de rigidez.

7 Rigidez Título mecânica A Texto... força que impede que o sólido mude continuamente de forma é conseqüência de uma propriedade típica dos sólidos conhecida como rigidez e que pode ser definida como sendo a resistência que os corpos sólidos oferecem à tentativa de se mudar a sua forma geométrica. Forma geométrica definida é, por sinal, uma característica dos sólidos. Os fluidos não têm forma geométrica definida.

8 Esforço Título Texto... A razão entre o módulo da força e a área na qual a força é aplicada define a magnitude do esforço. O módulo do esforço tem a mesma unidade da pressão hidrostática. Entretanto esforço e pressão são entidades distintas. A pressão hidrostática é uma grandeza escalar, representada por um número real. O esforço é uma relação entre dois vetores, o vetor força e a normal da superfície.

9 Tipos Título de esforços Texto... Os esforços resultantes da aplicação de forças perpendiculares à superfície de um corpo recebem o nome de esforços longitudinais. Os esforços resultantes da aplicação de forças tangenciais à superfície recebem o nome de esforços de cisalhamento ou de corte.

10 Tipos de ondas Título sísmicas Texto... As ondas sísmicas podem ser divididas em ondas de compressão, onde a passagem da onda provoca uma expansão ou uma contração do sólido ou do fluido sem distorção de forma e ondas de cisalhamento onde a onda provoca distorções da forma do sólido.

11 Velocidade das Título ondas sísmicas Texto... A velocidade com que as ondas elásticas se propagam depende das propriedades elásticas do material que elas atravessam, uma vez que as forças que produzem a deformação dependem dessas constantes. Por outro lado, a velocidade das ondas sísmicas depende da densidade do meio, que representa a inércia do material. A velocidade (Vp) das ondas de compressão, ou ondas do tipo P, é dada por

12 Velocidade das Título ondas sísmicas Texto... A velocidade (Vs) das ondas de cisalhamento, ou ondas do tipo S, é dada por onde K é o módulo de incompressibilidade, μ é o módulo de rigidez e ρ é a densidade do meio.

13 Propagação Título de ondas sísmicas Texto... As ondas de cisalhamento não se propagam em meios onde a rigidez é nula, ou seja, não se propagam em fluidos, ou em materiais que se comportam como os fluidos comuns.

14 OndasTítulo P e ondas S Em um sólido, a velocidade das ondas P é sempre maior do Texto... que a velocidade das ondas S. Isso significa que, em um sismograma de um sismo distante, as ondas P são registradas antes das ondas S. A designação P e S é tradicional e significa onda primária e onda secundária.

15 Ondas sísmicas Título de superfície Texto... O primeiro tipo de onda de superfície é análogo ao das ondas do lago. O movimento que o solo realiza é uma elipse em um plano perpendicular à superfície e o movimento é retrógrado. Esse tipo de onda recebe o nome de onda Rayleigh, em homenagem a Lord Rayleigh (James Strutt) que foi quem previu a existência de ondas de superfície em meios elásticos em 1885.

16 Ondas Título Rayleigh Texto... A velocidade das ondas Rayleigh depende de Vp e de Vs. Em um meio homogêneo, com coeficiente de Poisson 0,25, as ondas Rayleigh se propagam com velocidade de 0,92 Vs. Em meios não homogêneos, as ondas de Rayleigh sofrem dispersão. O conceito de dispersão está associado ao conceito de velocidade de propagação da onda.

17 Ondas Título Love Texto... O segundo tipo de onda de superfície recebe o nome de onda Love, em homenagem a A. E. H. Love, que teve uma contribuição importante em vários aspectos da teoria da elasticidade, inclusive no que diz respeito a propagação de ondas ao longo da superfície de um meio.

18 Ondas Título Love Texto... As ondas Love correspondem a uma onda de cisalhamento, com movimento restrito à direção perpendicular a direção de propagação da onda e ao plano horizontal. As ondas Love apresentam sempre o fenômeno da dispersão.

19 Ondas sísmicas Título estacionárias Texto... Um processo um pouco diferente ocorre com a Terra similar ao que acontece com os sinos de igreja. Quando o badalo bate no sino, ondas elásticas são emitidas em todas as direções dentro do sino. Ondas emitidas em direções diferentes acabam, eventualmente se encontrando e superpondo para formar uma onda estacionária.

20 Ondas sísmicas Título estacionárias O Texto... termo superposição aqui significa soma algébrica dos movimentos causados por cada uma das ondas. As ondas estacionárias formadas no sino também emitem um som musical.

21 Oscilações Título livres da Terra A Texto... ocorrência de um terremoto tem sobre a Terra um efeito análogo à batida do badalo no sino. Ondas sísmicas são enviadas em todas as direções dentro da Terra e acabam se superpondo, e pode acontecer que a superposição das ondas sísmicas crie uma onda estacionária, que é chamada de oscilação livre da Terra.

22 Para saber Títulomais Texto... Simulador de soma de ondas sinusoidais (EM INGLÊS) Simulador de ondas sísmicas na Terra (EM INGLÊS) ic-waves-simulator.htm Investigando a Terra Notas de aula do Til Eder

23 Próximos Título capítulos Texto... O interior da Terra. O campo de gravidade terrestre. O campo magnético terrestre.