地震の問題、解く自信はありますか?2009-07-28

地震の問題、解く自信はありますか?

ある地震についてP波とS波の到着時刻の情報を集めてみました。下の図は、そのいくつかの地点からのデータをもとに、グラフにしたものです。これについて、次の問いに答えなさい。

(1) この地震が発生した時刻は、何時何分何秒ですか。
(2) ある地点では、P波が届いてからS波が届くまでに1分10秒かかりました。
この地点の震源からのきょりは何kmですか。
ありません。
(1)2時59分50秒
(2)560km
地震が起こると、震源から必ずP波とS波という2種類の波が同時に出されます。
このとき、P波の方がS波よりも速いため、観測地点では先にP波が届くことになります。
このP波がもたらすゆれは非常に小さなものなので「初期微動」とよばれ、遅れてやってくるS波がもたらす大きなゆれは「主要動」とよばれます。
また、P波が届いてからS波が届くまでの時間を、初期微動が続いている時間ということで「初期微動継続時間」といいます。
では、問題を見ていきます。
(1) 地震が発生した時刻は、P波とS波が同時に出された時刻と言い換えられますから、初期微動継続時間が0秒の地点と考えることができます。
また、P波やS波が震源からのきょり0kmの地点に到着した時間と考えることもできます。
いま、図でS波に注目すると、200kmの道のりに50秒かかっていることがわかります。
つまり、震源からのきょりが200km地点にいくまでにも50秒かかりますから、3時0分40秒-50秒=2時59分50秒となります。
(2) P波もS波もそれぞれ一定の速さで進みますから、図のとおり時間と震源からのきょりは比例します。
よって、P波とS波の差にあたる「初期微動継続時間」も震源からのきょりに比例することがわかります。
図から、震源からのきょりが400km地点では初期微動継続時間が50秒なので、初期微動継続時間が70秒であれば、400×(70/50)=560kmとわかります。
ちなみに、震源からのきょりは以下のような式でも求められます。これは、大森公式とよばれ、算数の速さの考え方を使うと証明も可能です。
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