Mesa simuladora de sismos by Casa Ciências

GUIA DE ATIVIDADES PRÁTICAS (LABORATÓRIO)

ATIVIDADE PRÁTICA «COMPREEENSÃO DA PROPAGAÇÃO DAS ONDAS SÍSMICAS COM O AUXÍLIO DE UMA MESA SIMULADORA DE SISMOS».

MESA SIMULADORA DE SISMOS Os simuladores de fenómenos que dão origem a desastres são um bom meio para se criar uma consciência pública sobre os mesmos. É disto um bom exemplo a mesa simuladora de sismos. O objetivo consiste em compreender as consequências dos movimentos oscilatórios, instalando-se, sobre a mesa, maquetas simbolizando edifícios e imprimindo-se um movimento na mesma que as maquetas caíam. Pode igualmente instalar-se o sismómetro LUDOSIS (ver actividade seguinte) e verificar as ondas produzidas. Estes protótipos têm um grande alcance didáctico, pois permitem, ainda, visualizar, de uma forma muito evidente, os efeitos dos sismos sobre as edificações e desta forma sensibilizar os alunos para a necessidade da prevenção.

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Filomena Rebelo 1/4

MESA SIMULADORA DE SISMOS

http://www.geocities.ws/saladefisica5/leituras/terremoto.html

Maqueta didáctica simuladora de sismos (Wards, mod. 36-4520).

Diapositivo 1/7 Este diapositivo apresenta a atividade, permitindo ao professor referir a importância do uso de protótipos didáticos para a compreensão de fenómenos naturais. A mesa simuladora de sismo é constituída por um tampo de madeira assente sobre molas guiadas por um eixo, montadas sobre uma estrutura cruzada de madeira. Este diapositivo pode ser utilizado para o professor introduzir os conceitos de sismógrafo e sismograma. O Sismógrafo é um aparelho que permite converter os movimentos de vibração do solo, mesmo aqueles que são demasiado fracos para os sentirmos, num registo visível. Esse instrumento, consiste num sensor que detecta e amplifica os movimentos do solo, e num registador que produz um registo visível do movimento, chamado sismograma. Os sismógrafos são desenhados para reagir ao movimento do solo numa dada direcção. Dependendo do desenho assim eles podem responder a movimentos verticais ou horizontais. A maioria das concepções assenta em variações da aplicação de pêndulos simples.

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PROTOCOLO EXPERIMENTAL TEMA: Simulação de um sismo OBJECTIVOS  Identificar o fenómeno simulado;  Localizar a origem do sismo;  Explicar as razões da ocorrência da queda das peças. MATERIAL  Mesa simuladora de sismos Placa de esferovite  Peças que simbolizam edifícios Mão

Diapositivo 2/7 Neste diapositivo faz-se uma pequena apresentação sobre o tema a tratar, os objetivos a alcançar e o material a utilizar para desenvolver a atividade.

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A placa de esferovite colocada sobre a mesa, simboliza a litosfera superior.

Diapositivo 3/7 A placa de esferovite simboliza a litosfera superior, as fitas vermelha e azul representam camadas, a vermelha pretende representar uma camada de piroclastos compactos de erupções recentes e a azul basaltos antigos argilizados.

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PROCEDIMENTO 1. Com uma mão, numa das pegas da mesa imprime movimento na respetiva mesa; 2. Observa e regista o que aconteceu; 3. Repete, aumentando a duração do movimento na mesa; 4. Observa e regista o que aconteceu; 5. Identifica o evento simulado.

Diapositivo 4/7 Indica-se o procedimento experimental a seguir para realizar a atividade. Na placa que representa a litosfera superior, faz-se um corte, para simbolizar a rotura na litosfera, gerada pela fricção entre os blocos, a qual se denomina falha. O professor pode assim introduzir a noção de sismo, levando os alunos a reterem que o que importa na geração de um sismo, é a libertação de energia acumulada ao longo dos planos de falha, a qual se dá após uma movimentação forte gerada pela fricção de blocos.

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PROCEDIMENTO 2 1. Coloca as maquetas dos edifícios sobre a mesa, um junto à falha e os outras a distâncias diferentes, imprime movimento na mesa;

2. Observa e descreve o que aconteceu;

Diapositivo 5/7 O professor deverá analisar e discutir os vários registos, elaborados pelos alunos. Alertar para o facto de o edifício que colapsou foi o que se encontrava junto à falha. Questionar os alunos sobre o sentido do movimento, pode ser estimado a partir do comportamento de algumas estruturas simples ou de parte de estruturas que possam indicar determinados aspetos do movimento. O professor deverá referir que para obter o sentido do movimento que apresenta maior amplitude ou para indicar as direções principais de propagação e a existência de componentes de rotação, pode recorrer-se, por exemplo a movimentos de pedras soltas, rotura de torres sineiras, orientação da queda de objetos ou o derrube de pedra solta. Na simulação em estudo os alunos poderão indicar a orientação do movimento, através da orientação da queda do edifício colapsado.

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PROCEDIMENTO 3 1. Coloca novamente as maquetas dos edifícios sobre a mesa, e altera as posições, imprime movimento mais forte na mesa e aumenta a duração de tempo desse movimento.

2. Observa e relato o que aconteceu.

Diapositivo 6/7 O professor deverá analisar e discutir os vários registos feitos pelos alunos sobre o que observaram, alertando para a importância dos relatos dos acontecimentos no estudo macrossismico do evento, pois através dos relatos, aquando de um evento sísmico real (são inquiridas pessoas nas várias localidades onde foi sentido o evento). Através dessa análise os investigadores determinam a intensidade com que foi sentido o evento. Em seguida deverá ser solicitado aos alunos a localização do epicentro (por estimativa) através das observações da simulação feita. Sendo assim introduzida a noção de epicentro. Analisar o colapso das maquetas dos edifícios, o branco sobre a falha, indicativo da possível localização do epicentro e amarelo dada a proximidade do epicentro. Podendo também ser estudada a direção do movimento através da orientação do colapso dos respetivos modelos. Chamar a atenção para o movimento de rotação patente na maqueta do edifício amarelo, que sofreu rotação e em seguida colapsou. Questionar os alunos sobre as possíveis razões da maqueta do edifício verde nunca ter sofrido danos. Deve o professor explorar as diversas causas, o afastamento da zona epicentral, a diminuição das acelerações à medida que se afasta do epicentro, as características geológicas do solo, o tipo de construção, referindo a importância das construções sismo resistentes.

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ANALISA AS OBSERVAÇÕES FEITAS AO LONGO DESTA SIMULAÇÃO DE MODO A RESPONDERES CORRETAMENTE ÀS SEGUINTES QUESTÕES: 1. A que se deve a ocorrência de um sismo?. 2. Descreve a importância dos relatos dos acontecimentos, aquando de um evento sísmico. 3. Como se determina a localização do epicentro de um sismo?. 4. Explica o facto de algumas maquetas de edifícios terem colapsado e outras não?. 5. Não sendo possível prever a ocorrência de um evento sísmico, indica medidas que possam diminuir o seu impacto nas populações.

Diapositivo 7/7 Apresentam-se sugestões de questões, para se detetar se os alunos interiorizaram os conhecimentos pretendidos com a atividade realizada.

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BIBLIOGRAFIA ACEBES HERNÁNDEZ, F. X.; AUDEFROY, J. F.; PÉON ESCALANTE, I. (2005) – El papel de los protótipos didácticos en la formación de una cultura para prevenir y mitigar desastres: estúdio de caso en el Instituto Politécnico Nacional de México. Consultado a 30 de Maio de 2005, http://www.ucv.ve/comir/documentos/habitat%20y %20riesgo/ASPECTOS%20ACADEMICOS/PONENCIAS/2%20%20EL %20PAPEL%20DE%20LOS%20PROTOTIPOS%20DIDACTICOS %20EN%20LA%20FORMACION%20DE%20UNA%20CULTURA %20PARA%20PREV%20Y%20MIT%20DESAST.Francisco %20Aceves%20Mexico.doc BOLT, B. A. (1993) – Earthquakes. New revised and expanded. New York: W.H. Freeman. 331 p. LAY, T. e WALLACE, T. C., ed. (1995) – Modern global seismology. San Diego: Academic Press. 521 p. (Internationnal geophysics series; 58) MATOS, M. (2001). Trabalho experimental na aula de ciências físico - químicas do 3º ciclo do ensino básico: Teorias e Práticas de Professores. Tese de mestrado inédita. Lisboa: Universidade de Lisboa, Departamento de Educação da Faculdade de Ciências.