Как сделать макет землетрясение
Макет землетрясения своими руками в домашних условиях. Проект «создание сейсмографа своими руками»
Существует множество сейсмических станций (они называются так от греческого слова seismos, означающего «землетрясение»), разбросанных по миру. Считанные минуты требуются ученым, чтобы начать анализировать показания своих сейсмографов. Затем они сверяют данные с теми, что были получены их коллегами в других странах.
Работа сейсмографов основана на одном принципе. Легкая рамка касается земли, к ней подсоединен груз на пружинной подвеске. Груз более инерционен, то есть его труднее привести в движение, чем легкий объект. Когда возникает сотрясение почвы, рамка тоже колеблется, а груз остается на месте в силу своей тяжести. Движение относительно устойчивого груза фиксирует самописец — рисует на рулонной бумаге волнообразную линию. Именно принцип инерции используется для записи земных сотрясений в сейсмографе.
Улавливая колебания земли
Китайцы изобрели сейсмоскоп, разновидность сейсмографа, в 132 году н. э. Если где-то возникали толчки, из пасти одного из дракончиков вылетал шарик и падал прямо в рот лягушке, демонстрируя не только сам факт, но еще и направление колебаний. Это устройство определяло «дрожь земли» на расстоянии до 500 км.
Картонная коробка; шило; лента; пластилин; карандаш; фломастер; бечевка или крепкая нитка; кусок тонкого картона.
Рамой для вашего сейсмографа послужит картонная коробка. Нужно, чтобы она была сделана из достаточно жесткого материала. Открытая ее сторона будет лицевой частью вашего прибора.
Проделайте шилом отверстие в верхней крышке будущего сейсмографа. Если жесткости для «рамы» не хватает, обклейте скотчем углы и ребра коробки, укрепив ее, как показано на фотографии.
Скатайте шарик из пластилина и проделайте в нем отверстие карандашом. Протолкните фломастер в отверстие таким образом, чтобы кончик его ненамного высовывался с противоположной стороны пластилинового шарика.
Это указатель вашего сейсмографа, предназначенный для того, чтобы вычерчивать линии земных вибраций.
Пропустите конец нити через дырочку в верхней части коробки. Установите коробку на нижнюю сторону и подтяните нить таким образом, чтобы фломастер был свободно подвешен.
Привяжите верхний конец нити к карандашу и вращайте карандаш вокруг оси, пока не выберете слабину нити. Когда фломастер повиснет на нужной высоте (то есть будет лишь слегка касаться дна коробки), зафиксируйте карандаш на месте с помощью скотча.
Подсуньте лист картона под кончик фломастера на дно коробки. Отрегулируйте все так, чтобы кончик фломастера легко касался картона и мог оставлять линии.
Ваш сейсмограф готов к работе. Он использует тот же принцип действия, что и настоящее оборудование. Утяжеленный подвес, или маятник, будет более инерционным по отношению к тряске, чем рамка.
Чтобы проверить устройство на деле, незачем дожидаться землетрясения. Просто встряхните рамку. Подвес останется на месте, но начнет чертить линии на картонке, как самый настоящий
А сейчас о самом приборе. Уверены, что смастерить его будет интересно и вам. Тем более что дело не столь уж и сложное.
Чувствительность сейсмографа задается передаточным отношением рычажного механизма (на рисунке А это отношение б к а). Чем оно больше, тем выше чувствительность. Но лучше поэкспериментировать. Иначе даже передвижения по квартире будут отзываться на дрожании пера. Для «письма» лучше использовать фломастер, способный писать на пластиковой кальке, либо закоптить поверхность барабана пламенем свечи, а перо сделать сухим, в виде иглы. В приборе Б в привод самописца введен второй рычаг, и перо прижимается к барабану за счет собственного веса. Иначе пришлось бы барабан ставить вертикально и придумывать хитрую систему рычагов.
При вращении барабана напрямую от оси часовой стрелки бумагу на нем придется менять два раза в сутки. Если предусмотреть второй зажим для пера (показано на сейсмографе А), срок службы увеличится вдвое. Достаточно лишь переставить пишущий элемент через 12 часов на новую «дорожку». Но лучше повозиться и подобрать пару подходящих шестерен от детских заводных игрушек. Маленькую поставить на ось часовой стрелки, а большую разместить со своей осью на пластиковом «стекле» часов. Тогда время полного оборота барабана увеличится во много раз. И, конечно, надо предусмотреть доступность и легкость замены бумаги или самого барабана.
МАОУ «СОШ № 3 с.Алакуртти» Мурманской области
Предложенный исследовательский проект по географии «Создание сейсмографа своими руками» рассматривает вопрос важности сейсмографа в сейсмически неустойчивых зонах земного шара. Автор предлагает собственную версию прибора, выполненного из подручных средств.
Автор исследовательской работы по географии «Создание сейсмографа своими руками» рассматривает развитие вариантов конструкции прибора от примитивных прототипов до современных сверхчувствительных аппаратов. Ученица 6 класса предлагает выполнить вариант самодельного сейсмографа своими руками из картонной коробки, пластилина, карандаша и нитки.
Исследовательский проект по географии «Создание домашнего самодельного сейсмографа своими руками» содержит не менее познавательную практическую часть, где автор представляет экспериментальные исследования с использованием созданного ранее сейсмографа.
Таким образом, мы можем рассмотреть выполненную регистрацию колебаний, вызываемых работающей стиральной машиной, лестницей в школе во время перемены и колебания пола во время прыжков. Ученица доказала, что её прибор подходит для регистрации механических колебаний различной природы.
Введение
1. Основная часть
1.1. История создания сейсмографа
1.2.Современные сейсмографы
1.3. Создание сейсмографа
2. Экспериментальная часть
2.1. Изучение колебаний, вызываемых работой стиральной машины
2.2. Изучение колебаний лестницы, по которой идут учащиеся в столовую
2.3. Изучение колебаний пола при прыжках через скакалку
Выводы
Источники информации
В основном это слабые подземные толчки. Землетрясения разрушительной силы случаются значительно реже в среднем раз в две недели. К счастью, большинство из них происходят на дне океанов и не приносят никаких неприятностей человечеству, если только в результате сейсмических смещений не возникает цунами.
О катастрофических последствиях землетрясений знает каждый: тектоническая активность пробуждает вулканы, гигантские приливные волны смывают в океан целые города, разломы и оползни разрушают строения, вызывают пожары и наводнения и уносят сотни и тысячи человеческих жизней.
Цель работы : изучить историю создания прибора сейсмограф и создать сейсмограф в домашних условиях.
Общая схема разведки земных недр с
на: она равна примерно одной десятитысячной доле вольта.
Так механические колебания почвы превращаются сейсмографом в электрические колебания. Они передаются от сейсмографа по проводам в центральную регистрирующую полевую лабораторию, которая смонтирована на автомашине.
Для разведки отраженными волнами применяются обычно 5-10 сейсмографов, которые устанавливаются вдоль исследуемого профиля на расстоянии 10-50 метров друг от друга.
В полевой лаборатории электрические колебания, передаваемые от всех сейсмографов, пропускаются через радиоусилители. Эти колебания усиливаются в 10-20 тыс. раз, после чего регистрируются с помощью особых зеркальных гальванометров на светочувствительной фотоленте. В этих гальванометрах маленькое зеркальце укреплено на катушке с проводами, подвешенной между полюсами магнита. Луч света, испускаемый небольшой (точечной) лампой, падает на зеркальце и отражается от него на фотоленту в виде световой точки. Пока взрыва нет, зеркальце неподвижно, и точечный «зайчик» чертит на движущейся фотоленте прямую линию. Но как только в результате взрыва через катушку проходит электрический ток и тем самым создается магнитное поле, она начинает колебаться, а вместе с ней и зеркальце. Теперь на фотоленте вместо ровной, прямой линии вычерчивается кривая.
Регистрирующий аппарат (осциллограф) устроен таким образом, что на фотоленту падают световые «зайчики» (точки) от всех 5-10 гальванометров. В момент съемки она движется мимо гальванометра со скоростью 40-60 сантиметров в секунду.
Фотолента после съемки взрыва проявляется, и таким образом получается сейсмограмма. На ней прочерчено 5-10 кривых, которые представляют собой запись показаний такого же числа сейсмографов. Каждая кривая полностью характеризует колебания почвы в месте расположения данного сейсмографа.
На сейсмограмме автоматически отмечается момент взрыва; как раз в этот мо
помощью искусственных землетрясений.
мент разрывается провод, опущенный в заряд, и благодаря прекращению тока в электрической цепи кривая на сейсмограмме резко сдвигается.
Отсчет времени, прошедшего между моментом взрыва и моментом прихода отраженной волны, производится с помощью расположенной вблизи фотоленты аргоновой трубки, которая, вспыхивает сто раз в секунду. Эти вспышки регистрируются на фотоленте в виде черных полос, так называемых марок времени. Частота вспышек аргоновой трубки регулируется камертоном, у которого при колебаниях размыкаются электрические контакты.
Чтобы выделить отраженные волны среди прочих «мешающих» колебаний, пользуются особыми электрическими фильтрами. Волны, отраженные от подземных пластов, удается выделить благодаря некоторым их особенностям: они приходят ко всем сейсг мографам снизу и почти одновременно, а посторонние колебания, мешающие наблюдениям, распространяются вдоль земной поверхности и подходят к приемным аппаратам разновременно. Это различие легко установить по сейсмограммам, так как колебания, вызванные Отраженными» волнами, начинаются почти одновременно на всех кривых.
Еще требуется мйого усовершенствований и новых изобретений, которые должны улучшить и удешевить сейсмическую разведку, вышедшую лишь недавно из «младенческого возраста». Но уже сейчас около двух» десятков сейсмических экспедиций ведут упорную и «ропотливую работу в различных уголках нашей родины, разыскивая новым методом богатства земных недр. Этим методом разведка полезных ископаемых ведется до глубины в 3-4 километра.
При разведке обычными методами пластов, залегающих на значительной глубине, приходится бурить большое количество глубоких скважин.
Метод разведки отраженными волнами Щ предложен в Советском Союзе изобретателем В. Воюцким еще в 1923 г. Вначале даже видные ученые-физики считали |зго предложение явно фантастическим: теория этого метода тогда еще не была. Ьзработана, не было и достаточно совер-I;венной аппаратуры.
Для конструкции сейсмографа подойдет как металлическая, так и железная основа. Она должна быть тяжелой и жесткой. Место, на котором будут регистрировать показания, должно состоять из бумаги и барабана, отлично подойдет часовой механизм.
Когда начинаются колебания, происходит смещение основания и маятник при помощи рычагов заставляет двигаться перья. Получается зигзагообразная запись. Высота и шаг показывают характер колебаний.
Макет землетрясения своими руками в домашних условиях. Сейсмограф — это не игрушка! Результаты экспертной оценки
А сейчас о самом приборе. Уверены, что смастерить его будет интересно и вам. Тем более что дело не столь уж и сложное.
Чувствительность сейсмографа задается передаточным отношением рычажного механизма (на рисунке А это отношение б к а). Чем оно больше, тем выше чувствительность. Но лучше поэкспериментировать. Иначе даже передвижения по квартире будут отзываться на дрожании пера. Для «письма» лучше использовать фломастер, способный писать на пластиковой кальке, либо закоптить поверхность барабана пламенем свечи, а перо сделать сухим, в виде иглы. В приборе Б в привод самописца введен второй рычаг, и перо прижимается к барабану за счет собственного веса. Иначе пришлось бы барабан ставить вертикально и придумывать хитрую систему рычагов.
При вращении барабана напрямую от оси часовой стрелки бумагу на нем придется менять два раза в сутки. Если предусмотреть второй зажим для пера (показано на сейсмографе А), срок службы увеличится вдвое. Достаточно лишь переставить пишущий элемент через 12 часов на новую «дорожку». Но лучше повозиться и подобрать пару подходящих шестерен от детских заводных игрушек. Маленькую поставить на ось часовой стрелки, а большую разместить со своей осью на пластиковом «стекле» часов. Тогда время полного оборота барабана увеличится во много раз. И, конечно, надо предусмотреть доступность и легкость замены бумаги или самого барабана.
Чувствительность сейсмографа задается передаточным отношением рычажного механизма (на рисунке А это отношение б к а). Чем оно больше, тем выше чувствительность. Но лучше поэкспериментировать. Иначе даже передвижения по квартире будут отзываться на дрожании пера. Для «письма» лучше использовать фломастер, способный писать на пластиковой кальке, либо закоптить поверхность барабана пламенем свечи, а перо сделать сухим, в виде иглы. В приборе Б в привод самописца введен второй рычаг, и перо прижимается к барабану за счет собственного веса. Иначе пришлось бы барабан ставить вертикально и придумывать хитрую систему рычагов.
При вращении барабана напрямую от оси часовой стрелки бумагу на нем придется менять два раза в сутки. Если предусмотреть второй зажим для пера (показано на сейсмографе А), срок службы увеличится вдвое. Достаточно лишь переставить пишущий элемент через 12 часов на новую «дорожку». Но лучше повозиться и подобрать пару подходящих шестерен от детских заводных игрушек. Маленькую поставить на ось часовой стрелки, а большую разместить со своей осью на пластиковом «стекле» часов. Тогда время полного оборота барабана увеличится во много раз. И, конечно, надо предусмотреть доступность и легкость замены бумаги или самого барабана.
Общая схема разведки земных недр с
на: она равна примерно одной десятитысячной доле вольта.
Так механические колебания почвы превращаются сейсмографом в электрические колебания. Они передаются от сейсмографа по проводам в центральную регистрирующую полевую лабораторию, которая смонтирована на автомашине.
Для разведки отраженными волнами применяются обычно 5-10 сейсмографов, которые устанавливаются вдоль исследуемого профиля на расстоянии 10-50 метров друг от друга.
В полевой лаборатории электрические колебания, передаваемые от всех сейсмографов, пропускаются через радиоусилители. Эти колебания усиливаются в 10-20 тыс. раз, после чего регистрируются с помощью особых зеркальных гальванометров на светочувствительной фотоленте. В этих гальванометрах маленькое зеркальце укреплено на катушке с проводами, подвешенной между полюсами магнита. Луч света, испускаемый небольшой (точечной) лампой, падает на зеркальце и отражается от него на фотоленту в виде световой точки. Пока взрыва нет, зеркальце неподвижно, и точечный «зайчик» чертит на движущейся фотоленте прямую линию. Но как только в результате взрыва через катушку проходит электрический ток и тем самым создается магнитное поле, она начинает колебаться, а вместе с ней и зеркальце. Теперь на фотоленте вместо ровной, прямой линии вычерчивается кривая.
Регистрирующий аппарат (осциллограф) устроен таким образом, что на фотоленту падают световые «зайчики» (точки) от всех 5-10 гальванометров. В момент съемки она движется мимо гальванометра со скоростью 40-60 сантиметров в секунду.
Фотолента после съемки взрыва проявляется, и таким образом получается сейсмограмма. На ней прочерчено 5-10 кривых, которые представляют собой запись показаний такого же числа сейсмографов. Каждая кривая полностью характеризует колебания почвы в месте расположения данного сейсмографа.
На сейсмограмме автоматически отмечается момент взрыва; как раз в этот мо
помощью искусственных землетрясений.
мент разрывается провод, опущенный в заряд, и благодаря прекращению тока в электрической цепи кривая на сейсмограмме резко сдвигается.
Отсчет времени, прошедшего между моментом взрыва и моментом прихода отраженной волны, производится с помощью расположенной вблизи фотоленты аргоновой трубки, которая, вспыхивает сто раз в секунду. Эти вспышки регистрируются на фотоленте в виде черных полос, так называемых марок времени. Частота вспышек аргоновой трубки регулируется камертоном, у которого при колебаниях размыкаются электрические контакты.
Чтобы выделить отраженные волны среди прочих «мешающих» колебаний, пользуются особыми электрическими фильтрами. Волны, отраженные от подземных пластов, удается выделить благодаря некоторым их особенностям: они приходят ко всем сейсг мографам снизу и почти одновременно, а посторонние колебания, мешающие наблюдениям, распространяются вдоль земной поверхности и подходят к приемным аппаратам разновременно. Это различие легко установить по сейсмограммам, так как колебания, вызванные Отраженными» волнами, начинаются почти одновременно на всех кривых.
Еще требуется мйого усовершенствований и новых изобретений, которые должны улучшить и удешевить сейсмическую разведку, вышедшую лишь недавно из «младенческого возраста». Но уже сейчас около двух» десятков сейсмических экспедиций ведут упорную и «ропотливую работу в различных уголках нашей родины, разыскивая новым методом богатства земных недр. Этим методом разведка полезных ископаемых ведется до глубины в 3-4 километра.
При разведке обычными методами пластов, залегающих на значительной глубине, приходится бурить большое количество глубоких скважин.
Метод разведки отраженными волнами Щ предложен в Советском Союзе изобретателем В. Воюцким еще в 1923 г. Вначале даже видные ученые-физики считали |зго предложение явно фантастическим: теория этого метода тогда еще не была. Ьзработана, не было и достаточно совер-I;венной аппаратуры.
Наверняка каждый из нас при слове «землетрясение» испытывает как минимум безразличие, а чаще все же крайне негативные эмоции. Однако несколько молодых дизайнеров решили несколько изменить наше отношение к этому природному явлению, показав, что даже землетрясение может стать источником вдохновения.
Устройство The Quakescape 3D Fabricator было создано дизайнером Джеймсом Буком (James Boock) в ответ на землетрясение в Крайстчерче в Новой Зеландии. Устройство берет данные о землетрясении, предоставляемые сайтом Geo-net, и воплощает их в искусстве путем использования технологии Arduino и макета уменьшенного в масштабе Крайстчерча: механизм раскрашивает разными цветами те локации, где имели место подземные толчки. Этот макет выступает в качестве чистого холста и позволяет краскам двигаться вокруг ландшафта, создавая удивительные яркие картины. Таким образом, статистические данные трансформируются в функциональное искусство.
Каждый цвет представляет толчки различной магнитуды и проходит по двум горизонтальным осям при помощи шаговых двигателей, приводимых в движение посредством G-code, вырабатываемого через Arduino. Это позволяет насадкам двигаться над точными местами прохождения землетрясения.
После того как местоположение определено, краска перекачивается в контейнеры через трубы и выталкивается через насадки. Именно в этот момент точные данные о землетрясении преобразуются в художественную форму.
Первоначальная идея трансформации данных о землетрясении в визуальное представление принадлежала соавтору проекта Джошу Ньюсам-Уайту (Josh Newsome-White). Также в реализации концепции участвовали Брук Боуэрс (Brooke Bowers), Ханна Уоррен (Hannah Warren), Джордж Редмонд (George Redmond), Ричи Стюарт (Richie Stewart) и Филиппа Шипли (Philippa Shipley).
Существует множество сейсмических станций (они называются так от греческого слова seismos, означающего «землетрясение»), разбросанных по миру. Считанные минуты требуются ученым, чтобы начать анализировать показания своих сейсмографов. Затем они сверяют данные с теми, что были получены их коллегами в других странах.
Работа сейсмографов основана на одном принципе. Легкая рамка касается земли, к ней подсоединен груз на пружинной подвеске. Груз более инерционен, то есть его труднее привести в движение, чем легкий объект. Когда возникает сотрясение почвы, рамка тоже колеблется, а груз остается на месте в силу своей тяжести. Движение относительно устойчивого груза фиксирует самописец — рисует на рулонной бумаге волнообразную линию. Именно принцип инерции используется для записи земных сотрясений в сейсмографе.
Улавливая колебания земли
Китайцы изобрели сейсмоскоп, разновидность сейсмографа, в 132 году н. э. Если где-то возникали толчки, из пасти одного из дракончиков вылетал шарик и падал прямо в рот лягушке, демонстрируя не только сам факт, но еще и направление колебаний. Это устройство определяло «дрожь земли» на расстоянии до 500 км.
Картонная коробка; шило; лента; пластилин; карандаш; фломастер; бечевка или крепкая нитка; кусок тонкого картона.
Рамой для вашего сейсмографа послужит картонная коробка. Нужно, чтобы она была сделана из достаточно жесткого материала. Открытая ее сторона будет лицевой частью вашего прибора.
Проделайте шилом отверстие в верхней крышке будущего сейсмографа. Если жесткости для «рамы» не хватает, обклейте скотчем углы и ребра коробки, укрепив ее, как показано на фотографии.
Скатайте шарик из пластилина и проделайте в нем отверстие карандашом. Протолкните фломастер в отверстие таким образом, чтобы кончик его ненамного высовывался с противоположной стороны пластилинового шарика.
Это указатель вашего сейсмографа, предназначенный для того, чтобы вычерчивать линии земных вибраций.
Пропустите конец нити через дырочку в верхней части коробки. Установите коробку на нижнюю сторону и подтяните нить таким образом, чтобы фломастер был свободно подвешен.
Привяжите верхний конец нити к карандашу и вращайте карандаш вокруг оси, пока не выберете слабину нити. Когда фломастер повиснет на нужной высоте (то есть будет лишь слегка касаться дна коробки), зафиксируйте карандаш на месте с помощью скотча.
Подсуньте лист картона под кончик фломастера на дно коробки. Отрегулируйте все так, чтобы кончик фломастера легко касался картона и мог оставлять линии.
Ваш сейсмограф готов к работе. Он использует тот же принцип действия, что и настоящее оборудование. Утяжеленный подвес, или маятник, будет более инерционным по отношению к тряске, чем рамка.
Чтобы проверить устройство на деле, незачем дожидаться землетрясения. Просто встряхните рамку. Подвес останется на месте, но начнет чертить линии на картонке, как самый настоящий