Propagation des ondes sismiques dans différents matériaux


On estime à quelques kilomètres/seconde, la vitesse de propagation de l’onde depuis l’épicentre jusqu’à la surface. On veut savoir si les roches peuvent conduire une onde vibratoire et, dans ce cas, si la vitesse est de cet ordre de grandeur.

Matériel à disposition dans la classe
 :
  • barre de roches : plâtre, calcaire, granite + 1 grande règle
  • marteau, capteurs piézoélectriques (sensibles aux vibrations) et câblage connecté au micro-ordinateur, scotch 
  • ordinateur avec carte son et logiciel « Audacity » lancé et prêt à l’utilisation ;
  • logiciel Excel, ouvert, avec tableau de résultats prêt à l’utilisation (propag_ondes_sismiques.xls).

 Préparation
Placer les deux capteurs aux extrémités verticales de la barre de roche en les scotchant à chaque extrémité de la barre: voir photo. Sur l'une des extrémités de la barre, placer le capteur de façon excentrée afin de laisser de la place pour frapper avec le marteau.
Vérifier que le câble est connecté à l’entrée son de l’ordinateur : entrée bleue derrière le PC.

  •  barre  capteur
Fiche aide paramétrage du logiciel Audacity: capture des ondes

Réalisation des mesures     

1- Lancer la mesure en cliquant sur le point rouge (logiciel Audacity)

2- Frapper un coup de marteau sec mais non violent sur une extrémité de la barre de roche (réaliser plusieurs chocs en les espacant d’1 seconde environ)
3- Arrêter la mesure après 6 chocs, au maximum, en cliquant sur le carré jaune (logiciel Audacity).

4- Lire les résultats de chaque choc en faisant défiler la mesure pour avoir à l’écran successivement chaque enregistrement :


Tuto vidéo

Cliquer sur une onde afin de placer le curseur d’écran sur cette onde puis agrandir l’échelle horizontale : loupe marquée  au dessus des axes pour visualiser nettement une différence de démarrage des ondes entre les 2 capteurs.

Mesurer le décalage entre le début de l’onde enregistrée par le premier capteur et le début de l’onde enregistrée par le second capteur: avec l’outil sélection , cliquer sur le premier point, glisser : une zone grise verticale apparaît, jusqu'au début de l'onde du 2ème capteur.
La durée mesurée apparaît en secondes en bas de l’écran 
Important : pour choisir un autre essai : cliquer sur la loupe  afin de revenir à l’état initial de l’enregistrement.

Calculer la vitesse de propagation 
Fichier Excel: propagation des ondes sismiques
5- Entrer la valeur dans le tableau Excel, le temps mesuré en secondes (0,00…) pour la première mesure.

6- Reprendre la lecture des enregistrements au point 3 jusqu’au dernier choc réalisé : la fiche de calcul donne la moyenne du temps de parcours de l’onde.

7- Entrer la longueur du barreau de roche, en mètre dans la case réservée : 0,… ; le tableau donne la vitesse de l’onde dans le barreau de roche, en km.s-1                          

Résultats

                         Vitesse (km/s)

Matériaux

Ondes P

Ondes S

Platre1

2,5

1,6

Platre2

3,5

2,0

Platre3

3,0

1,7

Calcaire1

2,8

1,8

Calcaire2

2,8

2,1

Calcaire3 (pas le même)

4,6

2,2

Granite1

5,2

3,0

Granite2

5,3

2,9

Granite3

5,3

2,9



Commentaires  

 
0 #2 admin 01-10-2018 21:56
Aucune différence, les barres sont numérotées pour les identifier. Je ne les utilise plus: se détériorent rapidement et plus d'actualité dans les programmes.
Citer
 
 
+1 #1 Marin Dauce 28-09-2018 10:47
Qu'elle est la différence entre le plâtre 1 le 2 et le 3
Citer