SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 16
Baixar para ler offline
Logaritmos e Terremotos: Aplicação da escala logarítmica nos abalos sísmicos

                                                      Cynthia Adeline Pinheiro Henrique
                               UNIMESP – Centro Universitário Metropolitano de São Paulo
                                                                            Novembro/2006


Sinopse: Através do contexto histórico de como surgiram os logaritmos fazer com que o
leitor reflita sobre sua importância para a humanidade. Através de exemplos de aplicação,
mostrar que utilizamos muito seus conceitos em nosso dia-a-dia.

Introdução:

        De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais, notamos que a forma como é
trabalhado um tema é essencial para o aprendizado.
        Quando utilizamos certos recursos de aprendizagem como associar aplicações ao
assunto que vamos trabalhar, podemos como a forma de ensinar e também a forma de como
o aluno irá aprender pode ficar mais interessante. Fazendo-se o aluno compreende a relação
de um assunto com situações reais.
        Quando o aluno consegue perceber onde ele irá aplicar o conceito que ele está
estudando, com certeza irá ter mais interesse em aprender.
        A forma como é apresentado um assunto é muito importante, pois desperta a
curiosidade e um maior incentivo, principalmente quando o assunto parece ser sem muita
importância em seu dia-a-dia.
        Saber utilizar vários recursos como, por exemplo, relacionar o tema com a realidade
do aluno(onde na maioria das vezes nas escolas não é o que acontece), irá fazer com que o
aprendizado fique mais prazeroso para eles como recomenda os Parâmetros Curriculares
Nacionais.
        Por esse motivo no interior desse trabalho vamos relacionar o estudo da matemática
com outros conhecimentos, como as ciências da natureza, que será a aplicação
desenvolvida, fazendo com que o educando possa usar maneiras diferentes de pensamento
através de situações-problema, que os levem a refletir que a matemática está presente em
diferentes áreas do conhecimento.
        Vamos estudar sobre escalas de medidas de intensidade dos abalos sísmicos e para
isso precisamos entender um pouco sobre alguns fenômenos geológicos.
        O Brasil era considerado um pais que não tinha alôs sísmicos até pouco tempo atrás,
por não se conhecerem registros de sismos destrutivos, e os poucos abalos sentidos eram
interpretados como simples acomodações das camadas. Estudos sismológicos a partir da
década de 70 mostrara que a atividade sísmica no Brasil, apesar de baixa, não pode ser
desprezada e é resultado de forças geológicas que atuam em toda placa que contém o
continente Sul-americano.


Contexto Histórico do Logaritmo:

         O aparecimento dos logaritmos ocorreu no começo do século XVII, quando já era
premente a necessidade de facilitar os trabalhosos cálculos trigonométricos da Astronomia e
da Navegação. A idéia básica era substituir operações muito complicadas, como
multiplicação e divisão, por operações mais simples, como adição e subtração. Os principais
inventores dos logaritmos foram o suíço Joost Biirgi(1552-1632) e o escocês John Napier
(1550-1617), cujos trabalhos foram produzidos independentemente um do outro.
        As primeiras tábuas de logaritmos de Napier apareceram em 1614, em Edimburgo,
ao passo que as de Biirgi só apareceram em 1620, em Praga, onde ele trabalhou como
assistente de Kepler. Portanto quando Biirgi publicou sus tábuas, as de Napier já eram
conhecidas em toda a Europa. No entanto, é provável que Biirgi tivesse concebido os
logaritmos antes mesmo de Napier.
        Os logaritmos foram reconhecidos como uma invenção realmente extraordinária logo
após a publicação de Napier em 1614.Convém mencionar que esses primeiros logaritmos
neperianos tinham sérios inconvenientes e foram logo modificados por ele mesmo e por
Henry Briggs (1561-1631), um dos primeiros e mais ardentes entusiastas do trabalho de
Napier. O resultado foi o aparecimento dos logaritmos de Briggs, ou logaritmos decimais.
        Briggs publicou sus primeira tábua em 1617; depois, em versão bem mais ampliada,
1624.

Definição dos logaritmos:

       Sendo a e b números reais positivos, com b ≠ 1, chamamos de logaritmos de a na
base b o expoente real x ao qual se eleva b para obter a:
       log b a = x ⇒ b x = a, com a > 0, b > 0 e b ≠ 1
       Exemplos:
               •     log 2 8 = 3, pois 2 3 = 8
               •      log 10 100 = 2, pois 10 2 = 100
        Observação: Quando a base é 10, por convenção, omitimos a base, ou seja, log 10 x =
logx.
       Para que log b a = x tenha significado, para todo x real, precisamos impor b > 0, b ≠ 1
e a > 0. A essas restrições chamamos condições de existência dos logaritmos:
       1 ≠ b > 0 ⇒ bx> 0 ⇒ a > 0
       Assim, não existem, por exemplo:
               •       log 2 (-8), pois não existe x tal que 2 x = -8
               •      log 1 3, pois não existe x tal que 1 x = 3

        Vejamos algumas propriedades que vamos utilizar no interior do trabalho:

Logaritmo do produto:

        Sendo a, b e c números reais positivos, a ≠ 1, temos:
        log a (b x c) = log a b + log b c
        Veja a demonstração:
        Sejam x, y e z números reais tais que:

        log a b = x ⇒ a x = b (1)          log a c = y ⇒ a y = c (2)          log a (b x c) = z ⇒
a = bc (3)
 z

      Substituindo (1) e (2) e (3), temos:
      a z = a x x a y ⇒ a z = a x+ y ⇒ z = x + y ⇒ log a (b x c) = log a b + log a c
Exemplos:
              •         log 3 (81 x 9) = log 3 81 + log 3 9 = 4 + 2 = 6
                •       log 2   2 + log 2 8 = log 2 ( 2 x        8 ) = log 2 16 = log 2 4 = 2

Logaritmo do quociente:

        Sendo a, b e c números reais positivos, a ≠ 1, temos:
               b
        log a   = log a b - log a c
               c
        Vamos demonstrar:

        Sejam x, y e z números reais tal que:
                                                                                       b
        log a b = x ⇒ a x = b (1)           log a c = y ⇒ a y = c (2)            log a   = z ⇒ a z =
                                                                                       c
b
  (3)
c

        Substituindo (1) e (2) em (3), temos:
               ax                                                        b
        az =     y
                   ⇒ a z = a x : a y ⇒ a z = a x − y ⇒ z = x – y ⇒ log a   = log a b - log a c
               a                                                         c
        Exemplos:
                              27
                •       log 3      = log 3 27 - log 3 81 = 3 – 4 = -1
                               81
                                                   15
                •       log 3 15 - log 3 5 = log 3     = log 3 3 = 1
                                                    5


O Terremoto:




Figura 1:Mapa-Mundi com as divisões das placas tectônicas. Fonte:http://domingos.home.sapo.pt/sismos_2.html
                                         Acesso em: 18/11/2006.
Com o lento movimento das placas litosféricas, da ordem de alguns centímetros por
ano, tensões vão se acumulando em vários pontos, principalmente perto de suas bordas. As
tensões acumuladas podem ser compressivas ou distensivas, dependendo da direção de
movimentação relativa entre as placas.Quando essas tensões atingem o limite de resistência
das rochas, ocorre uma ruptura, como podemos ver na figura 2, o movimento repentino entre
os blocos de cada lado da ruptura geram vibrações que se propagam em todas as direções.
O plano de ruptura forma o que se chama de falha geológica. Os terremotos podem ocorrer
no contato entre duas placas litosféricas (caso mais freqüente) ou no interior de uma delas,
como indicado no exemplo da figura 2, sem que a ruptura atinja a superfície. O ponto onde
se inicia a ruptura e a liberação das tensões acumuladas é chamado de hipocentro ou foco.
Sua projeção na superfície é o epicentro, e a distância do foco à superfície é a profundidade
focal.




  Figura 2: o ponto inicial da ruptura é chamado hipocentro ou foco do tremor, e sua projeção na superfície é o
                            epicentro.Fonte: Decifrando a Terra .USP Oficina de Textos.

       Embora a palavra terremoto seja utilizada mais para os grandes eventos destrutivos,
enquanto os menores geralmente são chamados de abalos ou tremores de terra, todos são
resultado do mesmo processo geológico de acúmulo lento e liberação rápida de tensões. A
diferença principal entre os grandes terremotos e os pequenos tremores é o tamanho da
área de ruptura, o que determina a intensidade das vibrações emitidas.
       Há três causas diferentes pelas quais podem ocorrer os terremotos: vulcanismo,
acomodações geológicas das camadas internas da crosta e as causas tectônicas.
       Essas movimentações das placas tectônicas dão origem a vários fenômenos, como a
formação de cadeias de montanhas, erupção de vulcões, terremotos e maremotos.È natural
coincidir os abalos sísmicos com os locais que apresentam atividade vulcânica e grandes
altitudes.
        As erupções vulcânicas servem de previsões de terremotos, antecedendo-os.

Ondas Sísmicas:

       Uma onda sísmica é uma onda que se propaga através da terra, geralmente como
conseqüência de um sismo, ou devido a uma explosão. Estas ondas são estudadas pelos
sismólogos e medidas por sismógrafos.

Tsunamis:

       São ondas de grande energia geradas por abalos sísmicos que se propaga no
oceano.
       È no Oceano Pacífico que ocorreram à maioria dos Tsunamis, por ser uma área
cercada por atividades vulcânicas e freqüentes abalos sísmicos.
       As tsunamis ao se propagarem no aceno, possuem comprimento de ordem de 150 a
200 Km de extensão e raramente superior a 1 metro de altura. Portanto, em alto mar eles
são quase imperceptíveis.Entretanto, ao se aproximar das zonas costeiras mais rasas, a
redução da velocidade, devido ao atrito com fundo do seu comprimento,porém a energia
continua a mesma. Conseqüentemente, a altura da onda aumenta bastante em pouco
tempo. Neste ponto, ela pode atingir 10, 20 e até 30 metros de altura, em função de sua
energia e da distância do epicentro da tsunami.

Como se forma a onda mortal:

        Vejamos a figura:




                                                                              1

          Figura 3: Como se forma um Tsunami. Fonte:http://www.cientic.com/tema_geologicos.html
                                        Acesso em: 18/11/2006.


        1. A ruptura causada pelo tremor no leito do mar empurra a água para cima, dando
início à onda.
         2. A onda gigante se move nas profundezas do oceano em velocidade altíssima.

1
   Tsunami: Tsunami e maremoto têm o mesmo significado, a origem da palavra tsunami é japonesa,
principalmente porque o Japão fica na divisa de duas placas tectônicas, então ocorrem muitos terremotos e
eventualmente maremotos.
3. Ao se aproximar da terra, a onda perde velocidade, mais fica mais alta.
           4. Ela então avança por terra, destruindo tudo em seu caminho.

A intensidade dos terremotos:

        A intensidade sísmica é uma classificação dos efeitos que as ondas sísmicas
provocam em determinado lugar. Não é uma medida direta com instrumentos, mas
simplesmente uma maneira de descrever os efeitos em pessoas (como as pessoas sentiram)
em objetos e construções (barulho e queda de objetos, trincas, ou rachaduras em casas,
etc.) e na natureza (movimento de água, escorregamentos, liquefação de solos arenosos,
mudanças na topografia,etc).
        Como a intensidade é uma classificação e não uma medida, ela está sujeita a muitas
incertezas. A maior utilidade da escala de intensidade é no estudo de sismos históricos,
sismos ocorridos antes da existência de estações sismograficas.
        E escala de Mercalli se baseia nesse conceito de classificar a intensidade dos
terremotos a partir dos efeitos em pessoas e estruturas na superfície da terra.
        Foi elaborada pelo italiano Giuseppe Mercalli em 1902, tendo sido largamente
utilizada antes da invenção da escala de Richter por Charles Francis Richter e Beno
Gutenberg em 1935. A forma mais atualmente utilizada nos Estados Unidos é a Escala de
Mercalli Modificada (MM), que foi desenvolvida em 1931 pelos sismólogos Harry Wood e
Frank Neumann.
        Esta escala apresenta limitações uma vez que depende de observação humana,para
isso foi criada uma escala que mede a magnitude do terremoto em função da quantidade de
energia liberada durante um sismo.
        A tabela mostra a Escala de Intensidade Mercalli Modificada(abreviada).

  Grau de                                       Descrição dos Efeitos
Intensidade
     I            Não sentido. Leves efeitos de período longo de terremotos grandes e distantes.
     II           Sentido por poucas pessoas paradas, em andares superiores ou locais favoráveis.
     III          Sentido dentro de casa. Alguns objetos pendurados oscilam. Vibração parecida à
                  da passagem de um caminhão leve. Duração estimada. Pode não ser
                  reconhecido como um abalo sísmico.
     IV           Objetos Suspensos oscilam. Vibração parecida à da passagem de um caminhão
                  pesado. Janelas, locas, portas fazem barulho. Paredes e estruturas de madeira
                  rangem.
     V            Sentido fora de casa; direção estimada. Pessoas acordam. Liquido em recipiente
                  é perturbado. Objetos pequenos e instáveis são deslocados.Portas oscilam,
                  fecham, abrem.
     VI           Sentido por todos. Muitos se assustam e saem às ruas. Pessoas andam sem
                  firmeza. Janelas, louças quebradas. Objetos e livros caem de prateleiras. Reboco
                  fraco e construção de má qualidade racham
     VII          Difícil manter-se em pé. Objetos suspensos vibram. Móveis quebram. Danos em
                  construção de má qualidade, algumas trincas em construção normal. Queda de
                  reboco, ladrilhos ou tijolos mal assentados, telhas. Ondas em piscinas. Pequenos
                  escorregamentos de barrancos arenosos.
    VIII          Danos em construções normais com colapso parcial. Algum dano em construções
                  reforçadas. Queda de estuque e alguns muros de alvenaria. Queda de chaminés,
                  monumentos, torres e caixa d’ água. Galhos quebram-se das árvores. Trincas no
chão.


     IX        Pânico geral. Construções comuns bastante danificadas, ás vezes colapso total.
               Danos em construções reforçadas. Tubulação subterrânea quebrada. Rachaduras
               visíveis no solo.
     X         Maioria das construções destruídas até nas fundações. Danos sérios a barragens
               e diques. Grandes escorregamentos de terra. Água jogada nas margens de rios e
               canais. Trilhas levemente entortadas.
     XI        Trilhas bastante entortadas. Tubulações subterrâneas completamente destruídas.
     XII       Destruição quase total. Grandes blocos de rochas deslocados. Linhas de visada e
               níveis alterados. Objetos atirados ao ar.


Magnitude e a Escala Richter

         Em 1935, para comparar os tamanhos relativos dos sismos, Charles F. Richter,
sismólogo americano, formulou uma escala de magnitude baseada na amplitude dos
registros das estações sismográficas. O princípio básico da escala é que as magnitudes
sejam expressas na escala logarítmica, de maneira que cada ponto na escala corresponda a
um fator de 10 vezes na amplitude das vibrações. Por isso é usado o logaritmo de base 10 ,
onde ele classifica cada grau da escala em 1,2,3... em vez de falar 10,100,1000.... o que
dificultaria mais o processo para o cálculo. No entanto o modo de classificá-lo através da
escala usada é bem fácil de se trabalhar, correspondendo assim que se houver um abalo de
magnitude 4,0 ele será dez vezes maior que o de magnitude 3,0, cem vezes maior que a 2,0,
mil vezes maior que a 1,0.
         È importante relatar que cada ponto na escala de magnitude corresponde a uma
diferença da ordem de 30 vezes na energia liberada.Ou seja um abalo de magnitude 4 libera
30 vezes mais energia que o de magnitude 3. A escala Richter é uma escala logarítmica a
magnitude de Richter corresponde ao logaritmo da medida da amplitude das ondas sísmicas
de tipo P(pressão máxima) e S(superficial) a 100 Km do epicentro.
         Existem várias fórmulas diferentes para se calcular a magnitude Richter, dependendo
do tipo da onda sísmica medida no sismograma.
         Magnitude e energia podem ser relacionadas pela fórmula descrita pó Gutenberg e
Richter em 1935:

       Log E = 11,8 + 1,5M

       Onde,

       E = energia liberada em ergs (1 erg = 10 −7 J)
       M = magnitude do terremoto

       Uma das fórmulas utilizadas:

       M L = logA - logA 0

       Onde,
A = amplitude máxima medida no sismógrafo
       A 0 = uma amplitude de referência.

       Uma das formulas usadas para terremotos de longa distâncias é da magnitude M S :

       M S = magnitude do terremoto na escala Richter
       A = Amplitude do movimento da onda registrada no sismógrafo(em µ m)
       f = freqüência da onda (em hertz)

         A margem de erro na medição de um terremoto é de 0,3 pontos, para mais ou para
menos.
         A escala M S só é aplicada para sismos com profundidade menores de ~50 Km.
Sismos mais profundos geram relativamente poucas ondas superficiais e sua magnitude
ficaria subestimada. Nestes casos, são usadas outras fórmulas para a onda P.

       Suponhamos que um terremoto teve como amplitude 1000 micrometros e a
freqüência a 0,1Hz. Qual a magnitude desse terremoto no local onde está instalado o
sismógrafo?

       M S = log(A . f) + 3,3
       M S = log(1000. 0,1) + 3,3
       M S = log 100 + 3,3


      Log100 = x
      10 x = 100
      10 x = 10 2
        x=2                 M S = 2 + 3,3 M S = 5,3 (com margem de erro 0,3 para mais ou
para menos) na escala Richter.

        Vejamos um exemplo:
        As indicações M 1 e M 2 , na escala Richter, der dois terremotos estão relacionados
pela fórmula:

                            E1
       M 1 - M 2 = log 10
                            E2

       Onde E 1 e E 2 são as medidas de energia liberada pelos terremotos, sob a forma de
ondas que se propagem pela crosta terrestre. De dois terremotos, em com M 1 = 8 e outro
                                     M1
com M 2 = 6, qual o valor da razão      ?
                                     M2
E1
      8 – 6 = log
                    E2
      8 – 6 = logE 1 - logE 2
      1º Passo:                  2º Passo:
      8 = logE 1                 6 = logE 2
      10 8 = E 1                10 6 = E 2

                   E1   108
      Portanto:       =     = 10 8 x 10 −6 = 10 2
                   E2   106

      Vejamos outro exemplo:

       À distância do foco do sismo, em termos de tempo entre as chegadas das ondas P e
S, é de 24 segundos. A máxima amplitude da onda é de 23mm.

       A fórmula usada por Richter foi:

      M = log 10 A(mm) + 3x log 10 [8 x ∆ t(s)] – 2,92

      Onde,

       M é a magnitude do terremoto, A(mm) é a amplitude(em milímetros) do terremoto
medida em um sismógrafo e ∆ t é o intervalo(em segundos) entre as ondas S(superficial) e
P(pressão máxima), também medidas no sismógrafo.

      Desenvolvendo temos que:

       ∆ t = 24s e A = 23mm, aplicando a fórmula:

      M = logA + 3log(8 x ∆ t) – 2,92
      M = log23 + 3log(8 x 24) – 2,92
      M = log23 + 3(log8 + log24) – 2,92
      M = 23 + 3(log2 3 + log24) – 2,92
      M = log 23 + 3(3log2 x 0,30 + log8 x 3) – 2,92
      M = log 23 + 3(3 x 0,30 + log8 + log3) – 2,92
      M = log 23 + 3(0,9 + 0,9 + 0,48) – 2,92
      M = log 23 + 3(2,28) – 2,92
      M = 1,36 + 6,84 – 2,92
      M = 8,2 – 2,92
      M ≅ 5,28 na escala Richter.
Figura 4: No gráfico à distância do foco do sismo, em termos de tempo entre as chegadas de onda P e S, é de
           24s. A máxima amplitude é de 23mm.Fonte: http://pt.Wikipedia.org/wiki/Escala_de_Richter
                                             Acesso em : 18/11/2006.

       O 2º termo da fórmula 3log(8 ∆ ), depende do intervalo de tempo da onda sísmica.
       Na física sabemos que a velocidade média é dada por:

             ∆x
       V=       , onde ∆x é a distância do epicentro ao sismógrafo ∆ t é o intervalo de tempo
             ∆t
da onda sísmica.

             ∆x
       8=                         ∆x = 8∆t
             ∆t

       No exemplo, o tempo transcorrido foi de 24s, então ∆x = 8 x 24 = 192 Km . Como 1
milha corresponde a 1609 m (1,609 Km) então:

        ∆x = 192 Km                119,3 milhas.

       Como podemos ver no gráfico acima.

       Tabela com efeitos dos terremotos e medição de sua magnitude, na escala Richter:

Magnitude Richter                                       Efeitos
  Menor que 3,5           Geralmente não sentido, mas gravado.
 Entre 3,5 e 5,4          Ás vezes sentido, mas raramente causa danos.
 Entre 5,5 e 6,0          No máximo causa pequenos danos a prédios bem construídos, mas
                          pode danificar seriamente casas mal construídas em regiões
                          próximas.
  Entre 6,1 e 6,9         Pode ser destrutivo em áreas em torno de até 100 Km do epicentro.
  Entre 7,0 e 7,9         Grande terremoto, pode causar sérios danos numa grande faixa de
                          área.
    8,0 ou mais           Enorme terremoto, pode causar grandes danos em muitas áreas
                          mesmo que estejam a centenas de quilômetros.
Sismógrafos:

        Sismógrafo é o aparelho que registra, as ondas sísmicas, ou seja, a medição da
intensidade dos terremotos. O instrumento detecta e mede as ondas sísmicas naturais ou
induzidas e permite determinar, principalmente se organizado em              rede de vários
sismógrafos, a posição exata do foco(hipocentro), dessas ondas e do ponto de chegada
superfície terrestre(epicentro) e quantificar a energia desses terremotos expressa na escala
Richter.
        O gráfico obtido num sismógrafo através do qual se pode observar características da
propagação diferentes das ondas sísmicas, designa-se sismograma. Um sismograma, em
período de calma sísmica, apresenta o aspecto de uma linha reta com apenas algumas
oscilações. Quando ocorre um sismo, os registros tornam-se mais complexos e com
oscilações bastante acentuadas, evidenciando a amplitude das diferentes ondas sísmicas.
Conclusão:

        No interior deste trabalho, foi desenvolvida uma maneira diferente de ensinar
matemática relacionada a outros conhecimentos, despertando no aluno sua capacidade de
desenvolver novas formas de pensamento, o que incentiva e define com mais clareza que a
matemática está presente em muitas situações do seu cotidiano.
        O assunto que foi apresentado é muito comentado nos noticiários, em jornais e
revistas o que faz com que seja um bom motivo para, ser trabalhado com os alunos.
        Possibilitando que o aluno tenha uma visão mais ampla do mundo, desenvolvendo
nele um pensamento mais crítico, para dar andamento aos seus estudos se empenhando
mais em aprender.
Anexos:

Planeta Vivo
http://domingos.home.sapo.pt/sismos_3.html

Em 1896, um terremoto engoliu aldeias inteiras ao longo do Sanriku, no Japão, tendo
matado cerca de 26.000 pessoas.

Folha de São Paulo – Julho/1998

Em 1960, um tsunami do Pacífico com origem no Sul do Chile, após sete horas atingiu a
costa do Havaí, onde matou 61 pessoas, 22 horas após a sismo, o tsunami já tinha
percorrido 17000 Km, atingindo a costa do Japão em Hocaido, onde matou 180 pessoas.

Dois tremores submarinos provocam três tsunamis que mataram pelo menos 2100 pessoas
à cidade Aitape, na região da costa de Papua Nova Guiné.

26/12/2004.

O terremoto do Indico de 2004 ocorreu a 26 de Dezembro de 2004, cerca das oito da
manhã(hora local) O abalo teve magnitude sísmica estimada previamente em 8,9 na escala
Richter, posteriormente elevado para 9,0. Ao tremor de terra seguindo-se um tsunami de
cerca de 10 metros de altura que devastou as zonas costeiras. O número que era de
150.000 vitimas elevou-se para 220.000. O governo da Indonésia suspendeu as buscas por
70.000 desaparecidos e os incluiu no saldo de vitimas fatais do desastre.

O Estado de São Paulo – 17/07/2006.

Uma onda de mais de 2 metros de altura, provocada por um, forte terremoto, Resorts e
aldeias pesqueiras da Ilha Indonésia de Java, matando pelo menos 126 pessoas e deixando
dezenas de desaparecidos.
Agências de meteorologia da região tinham enviado alertas sobre o terremoto de 7,7 graus
na escala Richter, a 40 Km de profundidade no Oceano Indico, mas os alertas não chegaram
as vitimas, pois a ilha densamente povoada não tem um sistema de divulgação adequada.

13/11/2006.

 Buenos Aires – Um terremoto de magnitude 6,7 estremeceu nesta madrugada o noroeste da
Argentina, informou nesta segunda – feira especialistas americanos não há relatórios de
danos ou feridos.
O tremor também foi sentido na cidade de São Paulo. De acordo com a Defesa Civil, que
registrou pelo menos 20 ligações de moradores da capital paulista, os abalos foram sentidos
principalmente no centro e nos bairros de Tatuapé, Mooca, Moema, Vila Madalena, Santa
Cecília, Vila Guilherme, Vila Ré e Pompéia. Os paulistanos infirmaram que os lustres
balançaram, as portas bateram e a terra tremeu por cerca de um minuto.

18/11/2006.
Um terremoto de 6,2 graus na escala Richter foi registrado na região de Kagoshima, no
Sudoeste do Japão. Segundo a agência de meteorologia do Japão, não há informações
sobre danos humanos ou materiais.
Referências Bibliográficas:

GOULART, Márcio Cintra. Matemática. 2º Grau.V 1. São Paulo: Companhia Editora
Nacional, s.d.p.

MARCONDES, Gentil, Sérgio.Matemática. 2º Edição.São Paulo: Editora Ática. Série Novo
Ensino Médio Volume Único, 2000.109p.

ZAGO, Glaciete Jardim, Walter Antonio Sciani. Exponencial e Logaritmos. 2º edição. São
Paulo: Editora Érika. Estude e Use, 1996.95p.

BOYER, Carl B.História da Matemática. 2º Edição. São Paulo: Editora Edgard Bliicher Ltda,
2003.406p.

SERRÃO, Alberto Nunes. Tábua de Logaritmos. 2º Edição. Rio de Janeiro: Ministério da
Educação e Cultura Companhia Nacional de Material de Ensino Departamento Nacional de
Educação e Cultura,1967.s.n.p.

LEINZ, Viktor, Sérgio Estanislau do Amaral. Geologia Geral.13º Edição. São Paulo:
Companhia Editora Nacional, 1998.399p.

TEIXEIRA, Wilson, M.Cristina Motta de Toledo,Thomas Rich Fairchild, Fabio Taioli.
Decifrando a Terra, Sismicidade e Estrutura Interna da Terra. São Paulo: Oficina de Textos
USP Universidade de São Paulo, 2003.558p.

Páginas da Internet:

Figura 1: Divisão das Placas Tectônicas.
Disponível em : http://www.domingos.home.sapo.pt/sismos_2.html. Acesso em: 18/11/2006.

Figura 3: Como se forma um Tsunami.
Disponível em: http://www.cientic.com/tema_geologicos.html. Acesso em 18/11/2006.

Figura 4: A chegada de ondas sísmicas na Escala Richter:
Disponível em : http://www.wikipedia.org/wiki/escala_de_richter. Acesso em: 18/11/2006.

Anexos:

Disponível em: Planeta Vivo.http://www.domingos.home.sapo.pt/sismos_3.html. Acesso:
19/11/2006.

http://www.folha.uol.com.br/folha/ciencia/noticias_2.html. Acesso: 19/11/2006.

http://www.estadao.com.br/ciencia. Acesso: 19/11/2006.
Aplicação da matemática nos estudo dos terremotos e abalos sismicos

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Relatorio ponte de macarrão
Relatorio ponte de macarrão Relatorio ponte de macarrão
Relatorio ponte de macarrão Jessica França
 
Banco de Dados - Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados
Banco de Dados - Sistemas de Gerenciamento de Banco de DadosBanco de Dados - Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados
Banco de Dados - Sistemas de Gerenciamento de Banco de DadosNatanael Simões
 
Desenho Técnico - Planta Baixa, Cortes, Fachada e Cobertura.
Desenho Técnico - Planta Baixa, Cortes, Fachada e Cobertura.Desenho Técnico - Planta Baixa, Cortes, Fachada e Cobertura.
Desenho Técnico - Planta Baixa, Cortes, Fachada e Cobertura.Jean Paulo Mendes Alves
 
Nbr 11.682-Estabilidade de taludes
Nbr 11.682-Estabilidade de taludesNbr 11.682-Estabilidade de taludes
Nbr 11.682-Estabilidade de taludespaulolubas159263
 
Comandos e atalhos do autocad em inglês e português
Comandos e atalhos do autocad em inglês e portuguêsComandos e atalhos do autocad em inglês e português
Comandos e atalhos do autocad em inglês e portuguêsTharssia Baldasso
 
Normalização de dados - Primeira forma normal
Normalização de dados - Primeira forma normalNormalização de dados - Primeira forma normal
Normalização de dados - Primeira forma normalvitorleyva
 
Aula 7 - Sistemas de informação
Aula 7 - Sistemas de informaçãoAula 7 - Sistemas de informação
Aula 7 - Sistemas de informaçãoCaroline Godoy
 
Programação orientada a objetos
Programação orientada a objetosProgramação orientada a objetos
Programação orientada a objetosCleyton Ferrari
 
Lógica de Programação - Vetor
Lógica de Programação - VetorLógica de Programação - Vetor
Lógica de Programação - VetorWesley R. Bezerra
 
Tcc - Desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando a tecnologia Unity - Lu...
Tcc - Desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando a tecnologia Unity - Lu...Tcc - Desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando a tecnologia Unity - Lu...
Tcc - Desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando a tecnologia Unity - Lu...Luis Henrique Ferreira
 
Aulas 10 e 11 - Álgebra de Boole
Aulas 10 e 11 - Álgebra de BooleAulas 10 e 11 - Álgebra de Boole
Aulas 10 e 11 - Álgebra de BooleJocelma Rios
 
Aula 9 formas-escoras
Aula 9   formas-escorasAula 9   formas-escoras
Aula 9 formas-escorasAlex_123456
 
203629 apostila desenho arquitetônico 01
203629 apostila desenho arquitetônico 01203629 apostila desenho arquitetônico 01
203629 apostila desenho arquitetônico 01Poly Martins de Sousa
 
Conforto ambiental iluminção
Conforto ambiental iluminçãoConforto ambiental iluminção
Conforto ambiental iluminçãoandersongguedes
 

Mais procurados (20)

Relatorio ponte de macarrão
Relatorio ponte de macarrão Relatorio ponte de macarrão
Relatorio ponte de macarrão
 
Banco de Dados - Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados
Banco de Dados - Sistemas de Gerenciamento de Banco de DadosBanco de Dados - Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados
Banco de Dados - Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados
 
Conceito de algoritmo
Conceito de algoritmoConceito de algoritmo
Conceito de algoritmo
 
Desenho Técnico - Planta Baixa, Cortes, Fachada e Cobertura.
Desenho Técnico - Planta Baixa, Cortes, Fachada e Cobertura.Desenho Técnico - Planta Baixa, Cortes, Fachada e Cobertura.
Desenho Técnico - Planta Baixa, Cortes, Fachada e Cobertura.
 
Nbr 11.682-Estabilidade de taludes
Nbr 11.682-Estabilidade de taludesNbr 11.682-Estabilidade de taludes
Nbr 11.682-Estabilidade de taludes
 
Comandos e atalhos do autocad em inglês e português
Comandos e atalhos do autocad em inglês e portuguêsComandos e atalhos do autocad em inglês e português
Comandos e atalhos do autocad em inglês e português
 
Apostila brises
Apostila brisesApostila brises
Apostila brises
 
Normalização de dados - Primeira forma normal
Normalização de dados - Primeira forma normalNormalização de dados - Primeira forma normal
Normalização de dados - Primeira forma normal
 
Aula 7 - Sistemas de informação
Aula 7 - Sistemas de informaçãoAula 7 - Sistemas de informação
Aula 7 - Sistemas de informação
 
Programação orientada a objetos
Programação orientada a objetosProgramação orientada a objetos
Programação orientada a objetos
 
Lógica de Programação - Vetor
Lógica de Programação - VetorLógica de Programação - Vetor
Lógica de Programação - Vetor
 
Tcc - Desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando a tecnologia Unity - Lu...
Tcc - Desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando a tecnologia Unity - Lu...Tcc - Desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando a tecnologia Unity - Lu...
Tcc - Desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando a tecnologia Unity - Lu...
 
Banco de Dados
Banco de DadosBanco de Dados
Banco de Dados
 
Aulas 10 e 11 - Álgebra de Boole
Aulas 10 e 11 - Álgebra de BooleAulas 10 e 11 - Álgebra de Boole
Aulas 10 e 11 - Álgebra de Boole
 
Aula 9 formas-escoras
Aula 9   formas-escorasAula 9   formas-escoras
Aula 9 formas-escoras
 
203629 apostila desenho arquitetônico 01
203629 apostila desenho arquitetônico 01203629 apostila desenho arquitetônico 01
203629 apostila desenho arquitetônico 01
 
Python Orientação a Objeto
Python Orientação a ObjetoPython Orientação a Objeto
Python Orientação a Objeto
 
POO - 14 - Vetores
POO - 14 - VetoresPOO - 14 - Vetores
POO - 14 - Vetores
 
Conforto ambiental iluminção
Conforto ambiental iluminçãoConforto ambiental iluminção
Conforto ambiental iluminção
 
Estatistica introdução
Estatistica introduçãoEstatistica introdução
Estatistica introdução
 

Destaque

Logaritmos e terremotos
Logaritmos e terremotosLogaritmos e terremotos
Logaritmos e terremotosRoseane Matias
 
LogaríTmos E Terremotos
LogaríTmos E TerremotosLogaríTmos E Terremotos
LogaríTmos E TerremotosRoseane Matias
 
1º TRABALHO de CÁLCULO I
1º TRABALHO de CÁLCULO I1º TRABALHO de CÁLCULO I
1º TRABALHO de CÁLCULO Imarcelotorraca
 
Livro desastres naturais, 2011
Livro desastres naturais, 2011Livro desastres naturais, 2011
Livro desastres naturais, 2011Nathalie Assis
 
Resolvendo problemas
Resolvendo problemasResolvendo problemas
Resolvendo problemasdeisebento
 

Destaque (6)

Logaritmos e terremotos
Logaritmos e terremotosLogaritmos e terremotos
Logaritmos e terremotos
 
LogaríTmos E Terremotos
LogaríTmos E TerremotosLogaríTmos E Terremotos
LogaríTmos E Terremotos
 
1º TRABALHO de CÁLCULO I
1º TRABALHO de CÁLCULO I1º TRABALHO de CÁLCULO I
1º TRABALHO de CÁLCULO I
 
Livro desastres naturais, 2011
Livro desastres naturais, 2011Livro desastres naturais, 2011
Livro desastres naturais, 2011
 
Resolvendo problemas
Resolvendo problemasResolvendo problemas
Resolvendo problemas
 
"Somos Físicos" Logarítmos
"Somos Físicos" Logarítmos"Somos Físicos" Logarítmos
"Somos Físicos" Logarítmos
 

Semelhante a Aplicação da matemática nos estudo dos terremotos e abalos sismicos

Semelhante a Aplicação da matemática nos estudo dos terremotos e abalos sismicos (20)

Função logarítmica
Função logarítmicaFunção logarítmica
Função logarítmica
 
Logaritmos
LogaritmosLogaritmos
Logaritmos
 
Introdução aos Logaritmos Objeto de Aprendizagem
Introdução aos Logaritmos   Objeto de AprendizagemIntrodução aos Logaritmos   Objeto de Aprendizagem
Introdução aos Logaritmos Objeto de Aprendizagem
 
Aula sobre Logaritmo - definição e propriedades.pptx
Aula sobre Logaritmo - definição e propriedades.pptxAula sobre Logaritmo - definição e propriedades.pptx
Aula sobre Logaritmo - definição e propriedades.pptx
 
Logaritimos
LogaritimosLogaritimos
Logaritimos
 
Logarítmos
LogarítmosLogarítmos
Logarítmos
 
Função logarítmica
Função logarítmicaFunção logarítmica
Função logarítmica
 
Logarítmos
LogarítmosLogarítmos
Logarítmos
 
Log 2016
Log 2016Log 2016
Log 2016
 
logaritmos.pdf
logaritmos.pdflogaritmos.pdf
logaritmos.pdf
 
PRODUTOS NOTÁVEIS E FATORAÇÃO
PRODUTOS NOTÁVEIS E FATORAÇÃOPRODUTOS NOTÁVEIS E FATORAÇÃO
PRODUTOS NOTÁVEIS E FATORAÇÃO
 
Logarítmos
LogarítmosLogarítmos
Logarítmos
 
Apostila logaritmos
Apostila logaritmosApostila logaritmos
Apostila logaritmos
 
Mat areas de figuras geometricas planas
Mat areas de figuras geometricas planasMat areas de figuras geometricas planas
Mat areas de figuras geometricas planas
 
Exemplos
ExemplosExemplos
Exemplos
 
Produtosnotveis e fatorao
Produtosnotveis e fatoraoProdutosnotveis e fatorao
Produtosnotveis e fatorao
 
Produtos NotáVeis E FatoraçãO
Produtos NotáVeis E FatoraçãOProdutos NotáVeis E FatoraçãO
Produtos NotáVeis E FatoraçãO
 
Produtos NotáVeis E FatoraçãO
Produtos NotáVeis E FatoraçãOProdutos NotáVeis E FatoraçãO
Produtos NotáVeis E FatoraçãO
 
Produtos NotáVeis E FatoraçãO
Produtos NotáVeis E FatoraçãOProdutos NotáVeis E FatoraçãO
Produtos NotáVeis E FatoraçãO
 
Apostila 2 matematica basica
Apostila 2 matematica basicaApostila 2 matematica basica
Apostila 2 matematica basica
 

Mais de Emerson Nascimento

Mais de Emerson Nascimento (7)

Prova 01-tipo-002
Prova 01-tipo-002Prova 01-tipo-002
Prova 01-tipo-002
 
Apostila limites
Apostila limitesApostila limites
Apostila limites
 
Apostila derivadas
Apostila derivadasApostila derivadas
Apostila derivadas
 
Apostila integrais
Apostila integraisApostila integrais
Apostila integrais
 
2 gabarito
2 gabarito2 gabarito
2 gabarito
 
1 prova
1 prova1 prova
1 prova
 
Perímetro de poligono inscrito num circulo de rais r.
Perímetro de poligono inscrito num circulo de rais r.Perímetro de poligono inscrito num circulo de rais r.
Perímetro de poligono inscrito num circulo de rais r.
 

Aplicação da matemática nos estudo dos terremotos e abalos sismicos

  • 1. Logaritmos e Terremotos: Aplicação da escala logarítmica nos abalos sísmicos Cynthia Adeline Pinheiro Henrique UNIMESP – Centro Universitário Metropolitano de São Paulo Novembro/2006 Sinopse: Através do contexto histórico de como surgiram os logaritmos fazer com que o leitor reflita sobre sua importância para a humanidade. Através de exemplos de aplicação, mostrar que utilizamos muito seus conceitos em nosso dia-a-dia. Introdução: De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais, notamos que a forma como é trabalhado um tema é essencial para o aprendizado. Quando utilizamos certos recursos de aprendizagem como associar aplicações ao assunto que vamos trabalhar, podemos como a forma de ensinar e também a forma de como o aluno irá aprender pode ficar mais interessante. Fazendo-se o aluno compreende a relação de um assunto com situações reais. Quando o aluno consegue perceber onde ele irá aplicar o conceito que ele está estudando, com certeza irá ter mais interesse em aprender. A forma como é apresentado um assunto é muito importante, pois desperta a curiosidade e um maior incentivo, principalmente quando o assunto parece ser sem muita importância em seu dia-a-dia. Saber utilizar vários recursos como, por exemplo, relacionar o tema com a realidade do aluno(onde na maioria das vezes nas escolas não é o que acontece), irá fazer com que o aprendizado fique mais prazeroso para eles como recomenda os Parâmetros Curriculares Nacionais. Por esse motivo no interior desse trabalho vamos relacionar o estudo da matemática com outros conhecimentos, como as ciências da natureza, que será a aplicação desenvolvida, fazendo com que o educando possa usar maneiras diferentes de pensamento através de situações-problema, que os levem a refletir que a matemática está presente em diferentes áreas do conhecimento. Vamos estudar sobre escalas de medidas de intensidade dos abalos sísmicos e para isso precisamos entender um pouco sobre alguns fenômenos geológicos. O Brasil era considerado um pais que não tinha alôs sísmicos até pouco tempo atrás, por não se conhecerem registros de sismos destrutivos, e os poucos abalos sentidos eram interpretados como simples acomodações das camadas. Estudos sismológicos a partir da década de 70 mostrara que a atividade sísmica no Brasil, apesar de baixa, não pode ser desprezada e é resultado de forças geológicas que atuam em toda placa que contém o continente Sul-americano. Contexto Histórico do Logaritmo: O aparecimento dos logaritmos ocorreu no começo do século XVII, quando já era premente a necessidade de facilitar os trabalhosos cálculos trigonométricos da Astronomia e da Navegação. A idéia básica era substituir operações muito complicadas, como multiplicação e divisão, por operações mais simples, como adição e subtração. Os principais
  • 2. inventores dos logaritmos foram o suíço Joost Biirgi(1552-1632) e o escocês John Napier (1550-1617), cujos trabalhos foram produzidos independentemente um do outro. As primeiras tábuas de logaritmos de Napier apareceram em 1614, em Edimburgo, ao passo que as de Biirgi só apareceram em 1620, em Praga, onde ele trabalhou como assistente de Kepler. Portanto quando Biirgi publicou sus tábuas, as de Napier já eram conhecidas em toda a Europa. No entanto, é provável que Biirgi tivesse concebido os logaritmos antes mesmo de Napier. Os logaritmos foram reconhecidos como uma invenção realmente extraordinária logo após a publicação de Napier em 1614.Convém mencionar que esses primeiros logaritmos neperianos tinham sérios inconvenientes e foram logo modificados por ele mesmo e por Henry Briggs (1561-1631), um dos primeiros e mais ardentes entusiastas do trabalho de Napier. O resultado foi o aparecimento dos logaritmos de Briggs, ou logaritmos decimais. Briggs publicou sus primeira tábua em 1617; depois, em versão bem mais ampliada, 1624. Definição dos logaritmos: Sendo a e b números reais positivos, com b ≠ 1, chamamos de logaritmos de a na base b o expoente real x ao qual se eleva b para obter a: log b a = x ⇒ b x = a, com a > 0, b > 0 e b ≠ 1 Exemplos: • log 2 8 = 3, pois 2 3 = 8 • log 10 100 = 2, pois 10 2 = 100 Observação: Quando a base é 10, por convenção, omitimos a base, ou seja, log 10 x = logx. Para que log b a = x tenha significado, para todo x real, precisamos impor b > 0, b ≠ 1 e a > 0. A essas restrições chamamos condições de existência dos logaritmos: 1 ≠ b > 0 ⇒ bx> 0 ⇒ a > 0 Assim, não existem, por exemplo: • log 2 (-8), pois não existe x tal que 2 x = -8 • log 1 3, pois não existe x tal que 1 x = 3 Vejamos algumas propriedades que vamos utilizar no interior do trabalho: Logaritmo do produto: Sendo a, b e c números reais positivos, a ≠ 1, temos: log a (b x c) = log a b + log b c Veja a demonstração: Sejam x, y e z números reais tais que: log a b = x ⇒ a x = b (1) log a c = y ⇒ a y = c (2) log a (b x c) = z ⇒ a = bc (3) z Substituindo (1) e (2) e (3), temos: a z = a x x a y ⇒ a z = a x+ y ⇒ z = x + y ⇒ log a (b x c) = log a b + log a c
  • 3. Exemplos: • log 3 (81 x 9) = log 3 81 + log 3 9 = 4 + 2 = 6 • log 2 2 + log 2 8 = log 2 ( 2 x 8 ) = log 2 16 = log 2 4 = 2 Logaritmo do quociente: Sendo a, b e c números reais positivos, a ≠ 1, temos: b log a   = log a b - log a c c Vamos demonstrar: Sejam x, y e z números reais tal que: b log a b = x ⇒ a x = b (1) log a c = y ⇒ a y = c (2) log a   = z ⇒ a z = c b (3) c Substituindo (1) e (2) em (3), temos: ax b az = y ⇒ a z = a x : a y ⇒ a z = a x − y ⇒ z = x – y ⇒ log a   = log a b - log a c a c Exemplos: 27 • log 3 = log 3 27 - log 3 81 = 3 – 4 = -1 81 15 • log 3 15 - log 3 5 = log 3 = log 3 3 = 1 5 O Terremoto: Figura 1:Mapa-Mundi com as divisões das placas tectônicas. Fonte:http://domingos.home.sapo.pt/sismos_2.html Acesso em: 18/11/2006.
  • 4. Com o lento movimento das placas litosféricas, da ordem de alguns centímetros por ano, tensões vão se acumulando em vários pontos, principalmente perto de suas bordas. As tensões acumuladas podem ser compressivas ou distensivas, dependendo da direção de movimentação relativa entre as placas.Quando essas tensões atingem o limite de resistência das rochas, ocorre uma ruptura, como podemos ver na figura 2, o movimento repentino entre os blocos de cada lado da ruptura geram vibrações que se propagam em todas as direções. O plano de ruptura forma o que se chama de falha geológica. Os terremotos podem ocorrer no contato entre duas placas litosféricas (caso mais freqüente) ou no interior de uma delas, como indicado no exemplo da figura 2, sem que a ruptura atinja a superfície. O ponto onde se inicia a ruptura e a liberação das tensões acumuladas é chamado de hipocentro ou foco. Sua projeção na superfície é o epicentro, e a distância do foco à superfície é a profundidade focal. Figura 2: o ponto inicial da ruptura é chamado hipocentro ou foco do tremor, e sua projeção na superfície é o epicentro.Fonte: Decifrando a Terra .USP Oficina de Textos. Embora a palavra terremoto seja utilizada mais para os grandes eventos destrutivos, enquanto os menores geralmente são chamados de abalos ou tremores de terra, todos são resultado do mesmo processo geológico de acúmulo lento e liberação rápida de tensões. A diferença principal entre os grandes terremotos e os pequenos tremores é o tamanho da área de ruptura, o que determina a intensidade das vibrações emitidas. Há três causas diferentes pelas quais podem ocorrer os terremotos: vulcanismo, acomodações geológicas das camadas internas da crosta e as causas tectônicas. Essas movimentações das placas tectônicas dão origem a vários fenômenos, como a formação de cadeias de montanhas, erupção de vulcões, terremotos e maremotos.È natural
  • 5. coincidir os abalos sísmicos com os locais que apresentam atividade vulcânica e grandes altitudes. As erupções vulcânicas servem de previsões de terremotos, antecedendo-os. Ondas Sísmicas: Uma onda sísmica é uma onda que se propaga através da terra, geralmente como conseqüência de um sismo, ou devido a uma explosão. Estas ondas são estudadas pelos sismólogos e medidas por sismógrafos. Tsunamis: São ondas de grande energia geradas por abalos sísmicos que se propaga no oceano. È no Oceano Pacífico que ocorreram à maioria dos Tsunamis, por ser uma área cercada por atividades vulcânicas e freqüentes abalos sísmicos. As tsunamis ao se propagarem no aceno, possuem comprimento de ordem de 150 a 200 Km de extensão e raramente superior a 1 metro de altura. Portanto, em alto mar eles são quase imperceptíveis.Entretanto, ao se aproximar das zonas costeiras mais rasas, a redução da velocidade, devido ao atrito com fundo do seu comprimento,porém a energia continua a mesma. Conseqüentemente, a altura da onda aumenta bastante em pouco tempo. Neste ponto, ela pode atingir 10, 20 e até 30 metros de altura, em função de sua energia e da distância do epicentro da tsunami. Como se forma a onda mortal: Vejamos a figura: 1 Figura 3: Como se forma um Tsunami. Fonte:http://www.cientic.com/tema_geologicos.html Acesso em: 18/11/2006. 1. A ruptura causada pelo tremor no leito do mar empurra a água para cima, dando início à onda. 2. A onda gigante se move nas profundezas do oceano em velocidade altíssima. 1 Tsunami: Tsunami e maremoto têm o mesmo significado, a origem da palavra tsunami é japonesa, principalmente porque o Japão fica na divisa de duas placas tectônicas, então ocorrem muitos terremotos e eventualmente maremotos.
  • 6. 3. Ao se aproximar da terra, a onda perde velocidade, mais fica mais alta. 4. Ela então avança por terra, destruindo tudo em seu caminho. A intensidade dos terremotos: A intensidade sísmica é uma classificação dos efeitos que as ondas sísmicas provocam em determinado lugar. Não é uma medida direta com instrumentos, mas simplesmente uma maneira de descrever os efeitos em pessoas (como as pessoas sentiram) em objetos e construções (barulho e queda de objetos, trincas, ou rachaduras em casas, etc.) e na natureza (movimento de água, escorregamentos, liquefação de solos arenosos, mudanças na topografia,etc). Como a intensidade é uma classificação e não uma medida, ela está sujeita a muitas incertezas. A maior utilidade da escala de intensidade é no estudo de sismos históricos, sismos ocorridos antes da existência de estações sismograficas. E escala de Mercalli se baseia nesse conceito de classificar a intensidade dos terremotos a partir dos efeitos em pessoas e estruturas na superfície da terra. Foi elaborada pelo italiano Giuseppe Mercalli em 1902, tendo sido largamente utilizada antes da invenção da escala de Richter por Charles Francis Richter e Beno Gutenberg em 1935. A forma mais atualmente utilizada nos Estados Unidos é a Escala de Mercalli Modificada (MM), que foi desenvolvida em 1931 pelos sismólogos Harry Wood e Frank Neumann. Esta escala apresenta limitações uma vez que depende de observação humana,para isso foi criada uma escala que mede a magnitude do terremoto em função da quantidade de energia liberada durante um sismo. A tabela mostra a Escala de Intensidade Mercalli Modificada(abreviada). Grau de Descrição dos Efeitos Intensidade I Não sentido. Leves efeitos de período longo de terremotos grandes e distantes. II Sentido por poucas pessoas paradas, em andares superiores ou locais favoráveis. III Sentido dentro de casa. Alguns objetos pendurados oscilam. Vibração parecida à da passagem de um caminhão leve. Duração estimada. Pode não ser reconhecido como um abalo sísmico. IV Objetos Suspensos oscilam. Vibração parecida à da passagem de um caminhão pesado. Janelas, locas, portas fazem barulho. Paredes e estruturas de madeira rangem. V Sentido fora de casa; direção estimada. Pessoas acordam. Liquido em recipiente é perturbado. Objetos pequenos e instáveis são deslocados.Portas oscilam, fecham, abrem. VI Sentido por todos. Muitos se assustam e saem às ruas. Pessoas andam sem firmeza. Janelas, louças quebradas. Objetos e livros caem de prateleiras. Reboco fraco e construção de má qualidade racham VII Difícil manter-se em pé. Objetos suspensos vibram. Móveis quebram. Danos em construção de má qualidade, algumas trincas em construção normal. Queda de reboco, ladrilhos ou tijolos mal assentados, telhas. Ondas em piscinas. Pequenos escorregamentos de barrancos arenosos. VIII Danos em construções normais com colapso parcial. Algum dano em construções reforçadas. Queda de estuque e alguns muros de alvenaria. Queda de chaminés, monumentos, torres e caixa d’ água. Galhos quebram-se das árvores. Trincas no
  • 7. chão. IX Pânico geral. Construções comuns bastante danificadas, ás vezes colapso total. Danos em construções reforçadas. Tubulação subterrânea quebrada. Rachaduras visíveis no solo. X Maioria das construções destruídas até nas fundações. Danos sérios a barragens e diques. Grandes escorregamentos de terra. Água jogada nas margens de rios e canais. Trilhas levemente entortadas. XI Trilhas bastante entortadas. Tubulações subterrâneas completamente destruídas. XII Destruição quase total. Grandes blocos de rochas deslocados. Linhas de visada e níveis alterados. Objetos atirados ao ar. Magnitude e a Escala Richter Em 1935, para comparar os tamanhos relativos dos sismos, Charles F. Richter, sismólogo americano, formulou uma escala de magnitude baseada na amplitude dos registros das estações sismográficas. O princípio básico da escala é que as magnitudes sejam expressas na escala logarítmica, de maneira que cada ponto na escala corresponda a um fator de 10 vezes na amplitude das vibrações. Por isso é usado o logaritmo de base 10 , onde ele classifica cada grau da escala em 1,2,3... em vez de falar 10,100,1000.... o que dificultaria mais o processo para o cálculo. No entanto o modo de classificá-lo através da escala usada é bem fácil de se trabalhar, correspondendo assim que se houver um abalo de magnitude 4,0 ele será dez vezes maior que o de magnitude 3,0, cem vezes maior que a 2,0, mil vezes maior que a 1,0. È importante relatar que cada ponto na escala de magnitude corresponde a uma diferença da ordem de 30 vezes na energia liberada.Ou seja um abalo de magnitude 4 libera 30 vezes mais energia que o de magnitude 3. A escala Richter é uma escala logarítmica a magnitude de Richter corresponde ao logaritmo da medida da amplitude das ondas sísmicas de tipo P(pressão máxima) e S(superficial) a 100 Km do epicentro. Existem várias fórmulas diferentes para se calcular a magnitude Richter, dependendo do tipo da onda sísmica medida no sismograma. Magnitude e energia podem ser relacionadas pela fórmula descrita pó Gutenberg e Richter em 1935: Log E = 11,8 + 1,5M Onde, E = energia liberada em ergs (1 erg = 10 −7 J) M = magnitude do terremoto Uma das fórmulas utilizadas: M L = logA - logA 0 Onde,
  • 8. A = amplitude máxima medida no sismógrafo A 0 = uma amplitude de referência. Uma das formulas usadas para terremotos de longa distâncias é da magnitude M S : M S = magnitude do terremoto na escala Richter A = Amplitude do movimento da onda registrada no sismógrafo(em µ m) f = freqüência da onda (em hertz) A margem de erro na medição de um terremoto é de 0,3 pontos, para mais ou para menos. A escala M S só é aplicada para sismos com profundidade menores de ~50 Km. Sismos mais profundos geram relativamente poucas ondas superficiais e sua magnitude ficaria subestimada. Nestes casos, são usadas outras fórmulas para a onda P. Suponhamos que um terremoto teve como amplitude 1000 micrometros e a freqüência a 0,1Hz. Qual a magnitude desse terremoto no local onde está instalado o sismógrafo? M S = log(A . f) + 3,3 M S = log(1000. 0,1) + 3,3 M S = log 100 + 3,3 Log100 = x 10 x = 100 10 x = 10 2 x=2 M S = 2 + 3,3 M S = 5,3 (com margem de erro 0,3 para mais ou para menos) na escala Richter. Vejamos um exemplo: As indicações M 1 e M 2 , na escala Richter, der dois terremotos estão relacionados pela fórmula: E1 M 1 - M 2 = log 10 E2 Onde E 1 e E 2 são as medidas de energia liberada pelos terremotos, sob a forma de ondas que se propagem pela crosta terrestre. De dois terremotos, em com M 1 = 8 e outro M1 com M 2 = 6, qual o valor da razão ? M2
  • 9. E1 8 – 6 = log E2 8 – 6 = logE 1 - logE 2 1º Passo: 2º Passo: 8 = logE 1 6 = logE 2 10 8 = E 1 10 6 = E 2 E1 108 Portanto: = = 10 8 x 10 −6 = 10 2 E2 106 Vejamos outro exemplo: À distância do foco do sismo, em termos de tempo entre as chegadas das ondas P e S, é de 24 segundos. A máxima amplitude da onda é de 23mm. A fórmula usada por Richter foi: M = log 10 A(mm) + 3x log 10 [8 x ∆ t(s)] – 2,92 Onde, M é a magnitude do terremoto, A(mm) é a amplitude(em milímetros) do terremoto medida em um sismógrafo e ∆ t é o intervalo(em segundos) entre as ondas S(superficial) e P(pressão máxima), também medidas no sismógrafo. Desenvolvendo temos que: ∆ t = 24s e A = 23mm, aplicando a fórmula: M = logA + 3log(8 x ∆ t) – 2,92 M = log23 + 3log(8 x 24) – 2,92 M = log23 + 3(log8 + log24) – 2,92 M = 23 + 3(log2 3 + log24) – 2,92 M = log 23 + 3(3log2 x 0,30 + log8 x 3) – 2,92 M = log 23 + 3(3 x 0,30 + log8 + log3) – 2,92 M = log 23 + 3(0,9 + 0,9 + 0,48) – 2,92 M = log 23 + 3(2,28) – 2,92 M = 1,36 + 6,84 – 2,92 M = 8,2 – 2,92 M ≅ 5,28 na escala Richter.
  • 10. Figura 4: No gráfico à distância do foco do sismo, em termos de tempo entre as chegadas de onda P e S, é de 24s. A máxima amplitude é de 23mm.Fonte: http://pt.Wikipedia.org/wiki/Escala_de_Richter Acesso em : 18/11/2006. O 2º termo da fórmula 3log(8 ∆ ), depende do intervalo de tempo da onda sísmica. Na física sabemos que a velocidade média é dada por: ∆x V= , onde ∆x é a distância do epicentro ao sismógrafo ∆ t é o intervalo de tempo ∆t da onda sísmica. ∆x 8= ∆x = 8∆t ∆t No exemplo, o tempo transcorrido foi de 24s, então ∆x = 8 x 24 = 192 Km . Como 1 milha corresponde a 1609 m (1,609 Km) então: ∆x = 192 Km 119,3 milhas. Como podemos ver no gráfico acima. Tabela com efeitos dos terremotos e medição de sua magnitude, na escala Richter: Magnitude Richter Efeitos Menor que 3,5 Geralmente não sentido, mas gravado. Entre 3,5 e 5,4 Ás vezes sentido, mas raramente causa danos. Entre 5,5 e 6,0 No máximo causa pequenos danos a prédios bem construídos, mas pode danificar seriamente casas mal construídas em regiões próximas. Entre 6,1 e 6,9 Pode ser destrutivo em áreas em torno de até 100 Km do epicentro. Entre 7,0 e 7,9 Grande terremoto, pode causar sérios danos numa grande faixa de área. 8,0 ou mais Enorme terremoto, pode causar grandes danos em muitas áreas mesmo que estejam a centenas de quilômetros.
  • 11. Sismógrafos: Sismógrafo é o aparelho que registra, as ondas sísmicas, ou seja, a medição da intensidade dos terremotos. O instrumento detecta e mede as ondas sísmicas naturais ou induzidas e permite determinar, principalmente se organizado em rede de vários sismógrafos, a posição exata do foco(hipocentro), dessas ondas e do ponto de chegada superfície terrestre(epicentro) e quantificar a energia desses terremotos expressa na escala Richter. O gráfico obtido num sismógrafo através do qual se pode observar características da propagação diferentes das ondas sísmicas, designa-se sismograma. Um sismograma, em período de calma sísmica, apresenta o aspecto de uma linha reta com apenas algumas oscilações. Quando ocorre um sismo, os registros tornam-se mais complexos e com oscilações bastante acentuadas, evidenciando a amplitude das diferentes ondas sísmicas.
  • 12. Conclusão: No interior deste trabalho, foi desenvolvida uma maneira diferente de ensinar matemática relacionada a outros conhecimentos, despertando no aluno sua capacidade de desenvolver novas formas de pensamento, o que incentiva e define com mais clareza que a matemática está presente em muitas situações do seu cotidiano. O assunto que foi apresentado é muito comentado nos noticiários, em jornais e revistas o que faz com que seja um bom motivo para, ser trabalhado com os alunos. Possibilitando que o aluno tenha uma visão mais ampla do mundo, desenvolvendo nele um pensamento mais crítico, para dar andamento aos seus estudos se empenhando mais em aprender.
  • 13. Anexos: Planeta Vivo http://domingos.home.sapo.pt/sismos_3.html Em 1896, um terremoto engoliu aldeias inteiras ao longo do Sanriku, no Japão, tendo matado cerca de 26.000 pessoas. Folha de São Paulo – Julho/1998 Em 1960, um tsunami do Pacífico com origem no Sul do Chile, após sete horas atingiu a costa do Havaí, onde matou 61 pessoas, 22 horas após a sismo, o tsunami já tinha percorrido 17000 Km, atingindo a costa do Japão em Hocaido, onde matou 180 pessoas. Dois tremores submarinos provocam três tsunamis que mataram pelo menos 2100 pessoas à cidade Aitape, na região da costa de Papua Nova Guiné. 26/12/2004. O terremoto do Indico de 2004 ocorreu a 26 de Dezembro de 2004, cerca das oito da manhã(hora local) O abalo teve magnitude sísmica estimada previamente em 8,9 na escala Richter, posteriormente elevado para 9,0. Ao tremor de terra seguindo-se um tsunami de cerca de 10 metros de altura que devastou as zonas costeiras. O número que era de 150.000 vitimas elevou-se para 220.000. O governo da Indonésia suspendeu as buscas por 70.000 desaparecidos e os incluiu no saldo de vitimas fatais do desastre. O Estado de São Paulo – 17/07/2006. Uma onda de mais de 2 metros de altura, provocada por um, forte terremoto, Resorts e aldeias pesqueiras da Ilha Indonésia de Java, matando pelo menos 126 pessoas e deixando dezenas de desaparecidos. Agências de meteorologia da região tinham enviado alertas sobre o terremoto de 7,7 graus na escala Richter, a 40 Km de profundidade no Oceano Indico, mas os alertas não chegaram as vitimas, pois a ilha densamente povoada não tem um sistema de divulgação adequada. 13/11/2006. Buenos Aires – Um terremoto de magnitude 6,7 estremeceu nesta madrugada o noroeste da Argentina, informou nesta segunda – feira especialistas americanos não há relatórios de danos ou feridos. O tremor também foi sentido na cidade de São Paulo. De acordo com a Defesa Civil, que registrou pelo menos 20 ligações de moradores da capital paulista, os abalos foram sentidos principalmente no centro e nos bairros de Tatuapé, Mooca, Moema, Vila Madalena, Santa Cecília, Vila Guilherme, Vila Ré e Pompéia. Os paulistanos infirmaram que os lustres balançaram, as portas bateram e a terra tremeu por cerca de um minuto. 18/11/2006.
  • 14. Um terremoto de 6,2 graus na escala Richter foi registrado na região de Kagoshima, no Sudoeste do Japão. Segundo a agência de meteorologia do Japão, não há informações sobre danos humanos ou materiais.
  • 15. Referências Bibliográficas: GOULART, Márcio Cintra. Matemática. 2º Grau.V 1. São Paulo: Companhia Editora Nacional, s.d.p. MARCONDES, Gentil, Sérgio.Matemática. 2º Edição.São Paulo: Editora Ática. Série Novo Ensino Médio Volume Único, 2000.109p. ZAGO, Glaciete Jardim, Walter Antonio Sciani. Exponencial e Logaritmos. 2º edição. São Paulo: Editora Érika. Estude e Use, 1996.95p. BOYER, Carl B.História da Matemática. 2º Edição. São Paulo: Editora Edgard Bliicher Ltda, 2003.406p. SERRÃO, Alberto Nunes. Tábua de Logaritmos. 2º Edição. Rio de Janeiro: Ministério da Educação e Cultura Companhia Nacional de Material de Ensino Departamento Nacional de Educação e Cultura,1967.s.n.p. LEINZ, Viktor, Sérgio Estanislau do Amaral. Geologia Geral.13º Edição. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 1998.399p. TEIXEIRA, Wilson, M.Cristina Motta de Toledo,Thomas Rich Fairchild, Fabio Taioli. Decifrando a Terra, Sismicidade e Estrutura Interna da Terra. São Paulo: Oficina de Textos USP Universidade de São Paulo, 2003.558p. Páginas da Internet: Figura 1: Divisão das Placas Tectônicas. Disponível em : http://www.domingos.home.sapo.pt/sismos_2.html. Acesso em: 18/11/2006. Figura 3: Como se forma um Tsunami. Disponível em: http://www.cientic.com/tema_geologicos.html. Acesso em 18/11/2006. Figura 4: A chegada de ondas sísmicas na Escala Richter: Disponível em : http://www.wikipedia.org/wiki/escala_de_richter. Acesso em: 18/11/2006. Anexos: Disponível em: Planeta Vivo.http://www.domingos.home.sapo.pt/sismos_3.html. Acesso: 19/11/2006. http://www.folha.uol.com.br/folha/ciencia/noticias_2.html. Acesso: 19/11/2006. http://www.estadao.com.br/ciencia. Acesso: 19/11/2006.