Wetenschappers bestuderen aardbevingen om ze beter te begrijpen en uiteindelijk te voorspellen dat ze levens kunnen redden. Een seismograaf is het hulpmiddel dat ze gebruiken om deze gebeurtenissen vast te leggen en de kracht ervan te meten. Deze activiteit begeleidt u bij het bouwen van een vereenvoudigde versie van een apparaat met behulp van gewone materialen, en biedt een duidelijk beeld van hoe deze apparaten werken.
Materialen die je nodig hebt
Om uw eigen seismograaf te construeren, verzamelt u het volgende:
- Een middelgrote kartonnen doos
- Een papieren of plastic beker
- Snaar
- Een markering
- Schaar
- Plakband
- Papier of een lange winkelbon
- Munten, knikkers of kleine stenen voor gewicht
- Een helper om te helpen bij het experiment
Er zijn video-instructies beschikbaar in het Engels en Spaans voor visuele begeleiding.
Stapsgewijze instructies
- Bereid de doos voor: Snijd het deksel of de flappen van de kartonnen doos af. Zet hem rechtop op een van de kleinere zijden.
- Bevestig de beker: Prik twee gaten tegenover elkaar nabij de rand van de beker. Bind een touwtje (iets langer dan de lengte van de doos) aan elk gaatje.
- Hang de beker op: Prik twee gaten in de bovenkant van de doos, op dezelfde afstand van elkaar als de gaten in de beker. Haal de touwtjes door deze gaten en knoop ze aan elkaar, zodat de beker in de doos hangt. De bodem van de beker moet zich ongeveer 2,5 centimeter (1 inch) boven de bodem van de doos bevinden.
- Installeer de marker: Prik een gat in het midden van de onderkant van de beker. Steek de marker door het gat en zorg ervoor dat de punt de bodem van de doos licht raakt.
- Voeg gewicht toe: Vul de beker met munten of andere kleine gewichten om de marker verticaal te houden.
- Maak de papieren strook: Plak meerdere stroken papier van begin tot eind aan elkaar om één lange strook te vormen, of gebruik direct een lange winkelbon.
- Het opnameoppervlak opstellen: Snij gleuven aan weerszijden van de kartonnen doos, nabij de onderkant. Haal de papieren strook door deze gleuven, zodat deze over het midden van de doos loopt.
- De markering centreren: Zorg ervoor dat de markering gecentreerd is op de papieren strook. Pas indien nodig de ophangpunten aan.
Het experiment uitvoeren
- Stabiliseren en trekken: Laat uw helper de papieren strook langzaam met een constante snelheid door de doos trekken.
- Schudden en observeren: Terwijl het papier beweegt, schudt u de doos voorzichtig heen en weer (loodrecht op de papierstrook). Observeer hoe de lijn op het papier verandert bij verschillende schudintensiteiten.
- Analyseer de resultaten: Trek de papieren strook helemaal naar buiten en onderzoek de lijn. Een rechte lijn geeft aan dat er geen trillingen zijn, terwijl kronkelige lijnen beweging vertegenwoordigen.
Hoe het werkt: de wetenschap achter de shake
Wanneer je de doos schudt, weerstaat de traagheid van de beker de beweging vanwege het gewicht en de ophanging. Hierdoor beweegt het papier onder de relatief stationaire markering, waardoor een kronkelige lijn ontstaat. De grootte van deze kronkels, of hun amplitude, weerspiegelt de intensiteit van het schudden – vergelijkbaar met hoe een echte seismograaf de sterkte van aardbevingen registreert.
Aardbevingen en de schaal van Richter begrijpen
Aardbevingen komen voortdurend voor, de meeste zijn te klein om te voelen. Grote aardbevingen kunnen echter catastrofaal zijn en wijdverbreide vernietiging en verlies van mensenlevens veroorzaken. De schaal van Richter, variërend van 1 tot 10, meet hun sterkte. Elke toename van een geheel getal op de schaal vertegenwoordigt een tienvoudige toename van het vermogen. Een aardbeving met een kracht van 6,0 is bijvoorbeeld tien keer sterker dan een aardbeving met een kracht van 5,0. De krachtigste aardbeving ooit gemeten was een kracht van 9,5 op de schaal van Richter.
Seismografen detecteren grondbewegingen uit verschillende bronnen, waaronder aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en explosies. Moderne instrumenten maken gebruik van elektrische signalen, terwijl oudere instrumenten vertrouwden op pennen die lijnen op papier tekenden. Dit experiment repliceert die oudere methode en laat zien hoe relatieve beweging tussen een vast gewicht en een bewegend frame een seismogram creëert.
Dit eenvoudige experiment illustreert de fundamentele principes achter het detecteren en meten van aardbevingen. Door uw eigen seismograaf te bouwen, kunt u een dieper inzicht krijgen in dit krachtige natuurverschijnsel.
