ΠΠΣΠΑ (Πρότυπο Πειραματικό Σχολείο Πανεπιστημίου Αθηνών) Πρόγραμμα Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης 2013-14 Θέμα : Σεισμολογικά Όργανα. Εγκατάσταση και Λειτουργία. Α ΜΕΡΟΣ: ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΑΙΤΙΑ ΓΕΝΕΣΗΣ ΣΕΙΣΜΩΝ • Από καταβολής της η Γη βρίσκεται συνεχώς κάτω από την επήρεια διάφορων δυνάμεων που προκαλούν παραμορφώσεις και σχετικές μεταθέσεις των πετρωμάτων της. Σαν απόδειξη επικαλούμαστε τα διάφορα γεωδυναμικά φαινόμενα (σεισμοί, ηφαίστεια, ορογένεση, κτλ.). • Διάφορες υποθέσεις έγιναν κατά καιρούς για την κατανόηση των άμεσων αιτίων των γεωδυναμικών φαινόμενων. Τέτοιες είναι: • • • • • Η συστολή της Γης Η διαστολή της Γης Η μετάθεση των ηπείρων Τα ρεύματα μεταφοράς στον μανδύα Οι ωκεάνιες τάφροι Κίνηση πλακών στη περιοχή της Ελλάδας ΡΗΓΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ Σεισμικά κύματα (P, S, ) ΣΕΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ -ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Οι άνθρωποι αισθάνονται τους σεισμούς όταν η σεισμική επιτάχυνση έχει τιμή μεγαλύτερη του 1 gal (≈1cm/sec2). Οι σεισμικές δονήσεις γίνονται αντιληπτές για μερικά δευτερόλεπτα, εκτός αν πρόκειται για μακρινό σεισμό που καταλαβαίνουν την διαδοχική διέλευση των κυμάτων (P, S, κτλ.) από τον τόπο που βρίσκονται. ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΣΕΙΣΜΟΓΡΑΦΟΙ; • ΜΕ ΤΑ ΟΡΓΑΝΑ ΑΥΤΑ ΠΕΤΥΧΑΙΝΟΥΜΕ ΑΚΡΙΒΗ ΑΛΛΑ ΟΧΙ ΠΙΣΤΗ ΑΝΑΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΕΙΣΜΩΝ. Η ΑΝΑΓΡΑΦΗ ΛΕΓΕΤΑΙ ΣΕΙΣΜΟΓΡΑΦΗΜΑ ΚΑΙ ΓΙΝΕΤΑΙ ΠΑΝΩ ΣΕ ΤΑΙΝΙΑ ή ΜΕ ΦΩΤΕΙΝΗ ΚΗΛΙΔΑ ΠΑΝΩ ΣΕ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΤΑΙΝΙΑ. • • • • ΤΑ ΒΑΣΙΚΑ ΤΟΥ ΜΕΡΗ ΕΙΝΑΙ: 1) ΕΚΚΡΕΜΕΣ 2) ΤΟ ΣΥΣTΗΜΑ ΜΕΓΕΘΥΝΣΗΣ (ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ) 3) ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΑΓΡΑΦΗΣ • Ο ΙΔΑΝΙΚΟΣ ΤΡΟΠΟΣ ΑΝΑΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΕΔΑΦΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΘΑ ΗΤΑΝ: • ΝΑ ΥΠΑΡΧΕΙ ΜΙΑ ΓΡΑΦΙΔΑ ΕΞΩ ΑΠΟ ΤΗ ΓΗ ΠΟΥ ΘΑ ΗΤΑΝ ΑΚΙΝΗΤΗ ΣΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΕΔΑΦΙΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΚΑΙ ΘΑ ΕΓΡΑΦΕ ΤΗΝ ΚΙΝΗΣΗ ΣΕ ΤΑΙΝΙΑ ΠΟΥ ΘΑ ΗΤΑΝ ΣΤΕΡΕΑ ΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΗ ΜΕ ΤΟ ΕΔΑΦΟΣ ΚΑΙ ΕΞΑΙΤΙΑΣ ΑΥΤΗΣ ΤΗΣ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΘΑ ΚΙΝΟΥΝΤΑΝ ΜΕ ΤΟ ΕΔΑΦΟΣ. • ΕΠΕΙΔΗ ΚΑΤΙ ΤΕΤΟΙΟ ΕΙΝΑΙ ΑΝΕΦΙΚΤΟ ΒΡΕΘΗΚΕ ΑΛΛΟΣ ΤΡΟΠΟΣ ΑΝΑΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΕΔΑΦΙΚΗΣ ΔΟΝΗΣΗΣ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΕΙΣΜΟΓΡΑΦΟΥ • ΣΕΙΣΜΟΓΡΑΦΟΣ ΣΕ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΜΕΡΗ ΣΕΙΣΜΟΓΡΑΦΟΥ Αναλογικός σεισμογράφος ΣΕΙΣΜΟΜΕΤΡΑ • Σε αντίθεση με τους σεισμογράφους τα σεισμόμετρα καταγράφουν με σημαντική ακρίβεια τους σεισμούς. Οι αναγραφές τους λέγονται σεισμογράμματα. • Αυτό οφείλεται στο ότι τα σεισμόμετρα έχουν συσκευή απόσβεσης και έτσι πετυχαίνεται η απόσβεση της αιώρησης του εκκρεμούς. • 1) 2) 3) Η απόσβεση χωρίζεται σε 3 κατηγορίες: Ασθενής Κρίσιμη Ισχυρή Η κρίσιμη απόσβεση είναι η πλέον ικανοποιητική διότι ελαχιστοποιείται ο χρόνος απόσβεσης, ενώ με την ασθενή απόσβεση πετυχαίνουμε μεγάλη μεγέθυνση ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΗΣΗ ΣΕΙΣΜΟΜΕΤΡΟΥ ΜΕ ΣΥΣΚΕΥΗ ΑΠΟΣΒΕΣΗΣ ΣΕΙΣΜΟΜΕΤΡΟ ΜΕ ΣΥΣΚΕΥΗ ΑΠΟΣΒΕΣΗΣ ΚΙΝΗΣΗ ΕΚΚΡΕΜΟΥΣ α) χωρίς απόσβεση β) με ασθενή απόσβεση γ) με ισχυρή απόσβεση δ) με κρίσιμη απόσβεση Τύποι ψηφιακών σεισμομέτρων. Επίσκεψη της περιβαλλοντικής ομάδας το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (ΓΕ.ΙΝ. του Ε.Α.Α.). Τους μαθητές του ΠΠΣΠΑ υποδέχεται ο Δρ. Ιωάννης Καλογεράς Σεισμολόγος, Ερευνητής στο ΓΕ.ΙΝ. του Ε.Α.Α Μουσείο σεισμογράφων του ΓΕ.ΙΝ. Αθηνών Οι μαθητές του ΠΠΣΠΑ στο εσωτερικό του ΓΕ.ΙΝ. Οι μαθητές του ΠΠΣΠΑ στην κεντρική αίθουσα των σεισμογράφων με τον κ. Καλογερά. Λογισμικό Seismic Eruption Αναπαράσταση πενήντα τεσσάρων (54) ετών σεισμικής δραστηριότητας , 1960-2014, στην οθόνη του Η/Υ μας σε λίγα λεπτά της ώρας. Πως δημιουργούνται τα ρήγματα; Δραστηριότητα ομάδας: Το κινητό τηλέφωνο ως επιταχυνσιόμετρο (accelerometer) Σε ηρεμία : Χωρίς σεισμό Με σεισμό: Καταγραφή μετακινήσεων Ο εγκατεστημένος σεισμογράφος στο δάπεδο αίθουσας ισογείου του κτηρίου ΠΠΣΠΑ Ο εγκατεστημένος σεισμογράφος Ο εγκατεστημένος σεισμογράφος ΤΕΛΟΣ Α ΜΕΡΟΥΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Β ΜΕΡΟΣ Β ΜΕΡΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Β ΜΕΡΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ : ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ 2013-2014 Από την περιβαλλοντική ομάδα του ΠΠΣΠΑ … σε Συνεργασία με τον Όμιλο Ρομποτικής 2013-2014 Καλαμβόκης Σπυρίδων Νικολάου Σπυρίδων Νικολετάκης Σαράντης Παρασκευόπουλος Βασίλειος Πετρίδης Νικόλαος Αναγνωστοπούλου Νικολία Αρβανιτίδης Αγαμέμνων Αργυρός Νικόλαος Γρυσμπολάκη Αικατερίνη Ιωσήφ Άρτεμις Μπιμπέ Ασημίνα Νικολόπουλος Πέτρος Ρακόβσκα Εμίλα Ραϊκου Ιωάννα Σταυροπούλου -Λαζαροπούλου Αριάδνη ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ 2) ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ 3) ΔΟΚΙΜΕΣ 4) ΤΕΛΟΣ 1) Για την κατασκευή του σεισμομέτρου: - Ξύλο - Ταινία διπλής όψης - Μια βίδα (για αντίβαρο) - Ένα ARDUINO UNO - Ένα ποτενσιόμετρο (μεταβλητή αντίσταση) - Ένα καλώδιο USB Πειραματική διάταξη σεισμομέτρου με τον Arduino Uno Όταν κουνάμε το σεισμόμετρο, μέσω του αντίβαρου, αλλάζει η τιμή, η τάση στο ποτενσιόμετρο. Τις μεταβολές τάσης τις ψηφιοποιεί ο ARDUINO και τις τροφοδοτεί στο περιβάλλον του SCRATCH. Το τελευταίο το πετυχαίνουμε με το να φορτώσουμε κατάλληλο λογισμικό στον ARDUINO. Το SCRATCH αντιλαμβάνεται τα δεδομένα από τον ARDUINO σε κλίμακα από 0 έως 100. Η κεντρική τιμή που αντιστοιχεί σε ηρεμία, είναι περίπου 40. Όταν οι ταλαντώσεις οδηγήσουν σε τιμές μεγαλύτερες από 45 ή σε τιμές μικρότερες από 35, τα κτίρια αρχίζουν να κινούνται και να εμφανίζουν ρωγμές, ενώ παράλληλα κόσμος τρέχει και φωνάζει. Προς β’ μέρος Όταν κουνάμε το σεισμόμετρο, μέσω του αντίβαρου, αλλάζει η τιμή, η τάση στο ποτενσιόμετρο. Τις μεταβολές τάσης τις ψηφιοποιεί ο ARDUINO, ο οποίος «τρέχει» ελαφρώς τροποποιημένη εκδοχή του έτοιμου παραδείγματος AnalogReadSerial. Οι τιμές αυτές παρουσιάζονται στο σειριακό τερματικό και αποθηκεύονται σε υπολογιστικό φύλλο, με τη βοήθεια του χρήστη. Με τη βοήθεια του υπολογιστικού φύλλου, κατασκευάζουμε γραφική παράσταση της μετατόπισης σε συνάρτηση με το χρόνο κάθε 100 milisecond. ΑΣ ΔΟΥΜΕ ΕΝΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΔΥΟ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΠΟΥ ΚΑΝΑΜΕ Υλικό που χρησιμοποιήθηκε από τον όμιλο. Η τοποθεσία του arduino: http://www.arduino.cc/ Το περιβάλλον Scratch: http://scratch.mit.edu/ Το σχολικό βιβλίο Πληροφορικής. Επίσης ευχαριστούμε πάρα πολύ τους: κο Λουκάτο Δημήτρη, τον κο Μανωλά Δημήτρη & τον κο Μακρυγιάννη Ηλία! ΚΑΙ…
© Copyright 2024 Paperzz
