Một số toà nhà cao tầng sử dụng các con lắc nặng trong bộ giảm chấn khối lượng (mass damper) để giảm thiểu sự rung động gây ra bởi gió hay những cơn địa chấn nhỏ. Giả sử vật nặng của con lắc có khối lượng 3,0.10⁵kg, thực hiện dao động điều hoà với với tần số 15 Hz với biên độ dao động là 15 cm. Hãy xác định thế năng cực đại của hệ con lắc trong bộ giảm chấn khối lượng.

Hình 7.3 mô tả một máy đo địa chấn đơn giản hoạt động theo nguyên tắc sau đây: Khi xảy ra động đất thì hệ gồm lò xo và vật nặng của máy đo sẽ dao động theo tần số của địa chấn. Bút dạ gắn với vật nặng sẽ ghi lại đồ thị của địa chấn trên cuộn giấy quay đều. Biết sóng địa chấn có tần số nằm trong khoảng từ 30 Hz đến 40 Hz.

Hãy giải thích tại sao tần số riêng của hệ (vật nặng + lò xo) trong máy địa chấn phải có giá trị nhỏ hơn tần số nay rất nhiều.

Bộ giảm chấn khối lượng (mass damper) (Hình 4.1) được sử dụng để giảm thiểu sự rung lắc của các toà nhà cao tầng khi có gió mạnh hay địa chấn. Toà nhà Taipei 101 tầng (cao 508 m) tại thành phố Đài Bắc, Đài Loan cũng được trang bị bộ giảm chấn khối lượng, là một con lắc với vật nặng khoảng 728 tấn được treo tại trung tâm toà nhà từ tầng 92 xuống đến tầng 87. Nhờ vậy, toà nhà có thể chịu được những cơn bão có sức gió lên tới 216 km/h hay những cơn địa chấn lên đến 7 độ richter. Các kĩ sư xây dựng đã dựa trên những hiện tượng vật lí nào?

Thang đo Richte được Charles Francis đề xuất và sử dụng lần đầu tiên vào năm 1935 để sắp xếp các số đo độ chấn động của các cơn động đất với đơn vị Richte. Công thức tính độ chấn động như sau: M L = log A - log A 0 , M_L là độ chấn động, A là biên độ tối đa được đo bằng địa chấn kế và A₀ là biên độ chuẩn. Hỏi theo thang độ Richte, cùng với một biên độ chuẩn thì biên độ tối đa của một trận động đất 7 độ Richte sẽ lớn gấp mấy lần biên độ của một trận động đất 5 độ Richte? 

A. 2

B. 20.

C. 100

D. 10 5 7

Độ lớn \(M\) của một trận động đất theo thang Richter được tính theo công thức \(M = \log \frac{A}{{{A_0}}}\), trong đó \(A\) là biên độ lớn nhất ghi được bởi máy đo địa chấn, \({A_0}\) là biên độ tiêu chuẩn được sử dụng để hiệu chỉnh độ lệch gây ra bởi khoảng cách của máy đo địa chấn so với tâm chấn (ở Hoạt động mở đầu và Hoạt động 1, \({A_0} = 1\mu m\)).

a) Tính độ lớn của trận động đất có biên độ \(A\) bằng

i) \({10^{5,1}}{A_0}\);                                     ii) \(65000{A_0}\).

b) Một trận động đất tại địa điểm \(N\) có biên độ lớn nhất gấp ba lần biên độ lớn nhất của trận động đất tại địa điểm \(P\). So sánh độ lớn của hai trận động đất.

Một trận động đất đã hé lộ sự thật bất ngờ về thế giới trong lòng Trái đất của chúng ta

J.D, THEO HELINO 14:39 18/02/2019Chia sẻ2 BÌNH
LUẬN

Dưới đại dương có những ngọn núi lửa khổng lồ. Còn trong lòng đất thì sao?

Động vật dưới lòng đất: hoặc xinh như thần tiên, hoặc kinh hoàng muốn gục ngã

Trận động đất ở Mexico vô tình để lộ "vật thể nghìn năm tuổi" dưới lòng đất

Bạn sẽ phải ngạc nhiên nếu biết dưới lòng đất có cả một "vương quốc động vật" như thế này

Dưới đáy biển có những ngọn núi lửa khổng lồ - điều này thì ai cũng biết rồi. Nhưng còn trong lòng đất thì có gì?

Câu trả lời là các lớp phủ manti (mantle), nằm giữa vỏ và lõi của Trái đất, được cấu tạo gồm nhiều lớp chồng lên nhau. Có điều, cụ thể cấu tạo của chúng như thế nào thì giới khoa học không thể nghiên cứu trực tiếp được, mà phải nhờ đến các máy đo rung động địa chấn.

Và mới đây nhờ vào một trận động đất, các nhà khoa học đã xác định được thứ gì ở giữa các lớp manti trong lòng đất. Đáp án là những ngon núi khổng lồ.

📷

Các dãy núi khổng lồ tại vùng chuyển tiếp gồ ghề

Nói chính xác hơn, các lớp manti này không hề bằng phẳng mà mấp mô, với biên độ lớn tựa như những ngọn núi trên bề mặt Trái đất.

Như đã nêu, việc nghiên cứu thế giới trong lòng đất phải dựa vào các rung động địa chất. Giới khoa học sẽ sử dụng những cỗ máy để thu nhận những tín hiệu phản xạ trong lòng đất, và rồi định hình được thứ gì đang ở bên dưới - giống như cách các nhà thiên văn dùng sóng radio và sóng ánh sáng để quan sát các thiên thể cách Trái đất hàng ngàn năm ánh sáng.

"Để có được kết quả, bạn cần một trận động đất khổng lồ bên dưới, đủ để khiến cả địa cầu rung chuyển," - tác giả nghiên cứu - tiến sĩ Jessica Irving từ ĐH Princeton cho biết.

Năm 1994, một cơn địa chấn mạnh 8,2 độ đã xảy ra trong lòng đất tại Bolivia đã khiến giới chuyên gia nảy ra ý tưởng nêu trên. Trận động đất xuất hiện ở độ sâu 647km, và xảy ra tại một khu vực thưa dân cư nên thương vong gần như không có. Đổi lại, giới khoa học thu được rất nhiều thông tin thú vị.

25 năm sau, Irving đã phân tích biểu đồ địa chấn thế giới và nhận ra có sự tương phản rõ rệt khi sóng động đất cắt ngang các lớp phủ trong lòng Trái đất. Chẳng hạn như ở độ sâu 410km có một vùng chuyển tiếp, cho thấy khu vực này có bề mặt bằng phẳng như những cao nguyên trên mặt đất.

📷

Giống như dãy Andes trong lòng đất vậy

Nhưng ở độ sâu 660km lại có một vòng chuyển tiếp khác. Tại đây, bề mặt của lớp phủ lồi lõm và gồ ghề với biên độ lớn, giống như những ngọn núi khổng lồ vậy. Nói dễ hiểu hơn, hãy tưởng tượng trong lòng đất ở độ sâu ấy có những dãy núi cỡ Andes mọc ngược vào trong lõi Trái đất.

Về thành phần của các lớp vỏ, các chuyên gia không có sự thống nhất. Theo Irving, lớp vỏ gồ ghề và lớp bằng phẳng sẽ có thành phần hóa học khác nhau, với nhiều độ nóng chảy cũng khác biệt.

Và nói tóm lại thì đây là một nghiên cứu quan trọng, vì nó giúp giới khoa học xác định được tung tích của những lục địa cổ đã bị Trái đất nuốt chửng trong quá khứ.

Tham khảo: IFL Science

Trong một trận động đất, năng lượng giải tỏa E (đơn vị: Jun, kí hiệu J) tại tâm địa chấn ở M độ Richter được xác định xấp xỉ bởi công thức: \(\log E \approx 11,4 + 1,5M\)

a)     Tính xấp xỉ năng lượng giải tỏa tại tâm địa chấn ở 5 độ Richter.

b)    Năng lượng giải tỏa tại tâm địa chấn ở 8 độ Richter gấp khoảng bao nhiêu lần năng lượng giải tỏa tại tâm địa chấn ở 5 độ Richter?