A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

3-2.ábra Rengéshullámokat érzékelő műszer (szeizmográf)
A rengéshullámokat egy nagyon érzékeny műszerrel az úgynevezett szeizmográffal regisztrálják (3.2. ábra). Ennek
segítségével megkülönböztethetők az S- és a P-típusú hullámok is. A szeizmográf lényegében egy vízszintes inga. A
vízszintes rúd végére egy nagy tömeg van felerősítve, amely kis súrlódású felfüggesztésében könnyen elfordulhat a
függőleges tengely körül. Ha a talajt, amelyre a műszert helyezték, a nehéz tömegen és a felfüggesztés tengelyén át
fektetett síkra merőleges irányú rengéshullám éri, akkor a tömeg - nagy tehetetlensége miatt - nyugalomban marad. Az
állványnak a nyugvó tömeghez viszonyított elmozdulását egy forgó dob regisztrálja. Két, egymásra merőlegesen
elhelyezett ilyen műszer teljes információt adhat a vízszintes elmozdulásokról.
A geológusok arra következtetnek, hogy a Föld központi része folyékony halmazállapotú mag, mivel nem terjednek
benne az S-hullámok. Ilyen módszerrel derítették ki azt, hogy Földünk úgynevezett öves szerkezetű bolygó.
Földünknek vannak olyan területei, ahol a kéreglemezek egymásnak ütköznek, s ahol különösen sok a földrengés. Ilyen
terület Japán, San Franciscó környéke, Mexikó, stb. Az emberek gondolatvilágában, az ott élő mítoszokban jelentős
helyet foglal el ez a természeti jelenség.
Nehézségi gyorsulás a Földön
A nehézségi gyorsulásra jó közelítéssel azt mondhatjuk, hogy a megfigyelési hely aránylag kis környezetében
állandónak tekinthető. Azért csak közelítéssel, mivel a különböző felszíni alakzatok, pl. hegyek, vagy a talajtól eltérő
sűrűségű föld alatti rétegek gravitációs hatása miatt helyről helyre változik az érték. Ezeknek a változásoknak a mérése
rendkívül fontos a Föld belsejének a megismerése és a különböző ásványkincsek felkutatása szempontjából. Eötvös
Loránd érdeme az, hogy a nehézségi gyorsulás változásainak mérésére egy rendkívül érzékeny műszert szerkesztett és
mérési eljárást dolgozott ki.
Arkhimédész törvényének néhány alkalmazása
Egyszerűsített modell szerint a földkéreg legnagyobb része 2,65 g/cm 3 sűrűségű gránitból, a mélyebb rétegek viszont
3,0 g/cm 3 sűrűségű bazaltból állnak. A kontinentális masszívumokat lehet úgy tekinteni, mintha egy könnyebb anyag (a
gránit) úszna egy nagyobb sűrűségű plasztikus anyagon (a bazalton), hasonlóképpen ahhoz, mint ahogy a jéghegyek
úsznak a vízen.
Becsüljük meg a kontinensek vastagságát! A kontinensek átlagos magassága a tenger felett 1 km, az óceánok mélysége
pedig 4 km-nek vehető.
A 3.3. ábra szerint az A pontot a szárazföld alatt, a B pontot pedig az óceán alatt azonos szinten választjuk meg. Ezért a
nyomásnak e két pontban azonosnak kell lennie, mivel ha nem így lenne, akkor a képlékeny köpenyanyag a nagyobb
nyomású helyről elfolyna az alacsonyabb nyomású hely felé, míg a nyomás ki nem egyenlítődik. A nyomások
egyenlőségének felírásából:
2,65x + 5 . 2,65 = 3,00x + 4,00 , innen x = 26 km.
Vagyis a kontinenseket alkotó gránittábla x + 5 = 31km vastagságú, amely adat elég jól egyezik a szeizmografikus
eredményekkel. (Radnóti 1993)
87