Przejdź do treści

Skala Richtera - ile razy silniejsze jest trzęsienie 7,2 od trzęsienia 5,8?

Szkoła średnia średnie

Magnituda trzęsienia ziemi w skali Richtera to M=log⁡AA0M = \log \frac{A}{A_0}, gdzie AA jest amplitudą drgań zmierzoną przez sejsmograf, a A0A_0 - amplitudą wzorcową. Energia wyzwolona podczas trzęsienia spełnia zależność log⁡E=1,5 M+c\log E = 1{,}5\,M + c, gdzie cc jest stałą.

a) Ile razy większa była amplituda drgań przy trzęsieniu o magnitudzie 7,27{,}2 niż przy trzęsieniu o magnitudzie 5,85{,}8 (mierzonych w tych samych warunkach)?

b) Ile razy więcej energii wyzwoliło silniejsze z tych trzęsień?

c) Trzęsienie wyzwoliło 10001000 razy więcej energii niż trzęsienie o magnitudzie 5,85{,}8. Jaką miało magnitudę?

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Część a) - różnica magnitud. Z prawa logarytmu ilorazu (A0A_0 się skraca):

M1−M2=log⁡A1A0−log⁡A2A0=log⁡A1A2.M_1 - M_2 = \log\frac{A_1}{A_0} - \log\frac{A_2}{A_0} = \log \frac{A_1}{A_2}.

Tu M1−M2=7,2−5,8=1,4M_1 - M_2 = 7{,}2 - 5{,}8 = 1{,}4, więc

A1A2=101,4≈25,1.\frac{A_1}{A_2} = 10^{1{,}4} \approx 25{,}1.

Krok 2. Część b) - energia. Odejmujemy stronami równości log⁡E1=1,5M1+c\log E_1 = 1{,}5 M_1 + c i log⁡E2=1,5M2+c\log E_2 = 1{,}5 M_2 + c - stała cc znika:

log⁡E1E2=1,5 (M1−M2)=1,5⋅1,4=2,1⟹E1E2=102,1≈126.\log \frac{E_1}{E_2} = 1{,}5\,(M_1 - M_2) = 1{,}5 \cdot 1{,}4 = 2{,}1 \quad\Longrightarrow\quad \frac{E_1}{E_2} = 10^{2{,}1} \approx 126.

Krok 3. Część c) - magnituda z energii. Teraz EE2=1000\frac{E}{E_2} = 1000:

1,5 (M−5,8)=log⁡1000=3⟹M−5,8=2⟹M=7,8.1{,}5\,(M - 5{,}8) = \log 1000 = 3 \quad\Longrightarrow\quad M - 5{,}8 = 2 \quad\Longrightarrow\quad M = 7{,}8.

Wniosek warty zapamiętania: wzrost magnitudy o 11 to 1010 razy większa amplituda i około 101,5≈3210^{1{,}5} \approx 32 razy więcej energii, a wzrost o 22 - dokładnie 10001000 razy więcej energii.

Odpowiedź. a) Około 2525 razy. b) Około 126126 razy. c) M=7,8M = 7{,}8.