Construire une maquette pour modéliser un séisme
Description
Niveau Ecole/Collège/Lycée
Cette maquette peut être réalisée par de bons bricoleurs, toutefois pour les enfants, la présence d'un adulte est préconisée.
Objectif
Manipuler la maquette proposée peut répondre au problème suivant :
Quels événements se succèdent lorsqu'un séisme se déclenche ?
Niveau Ecole/Collège/Lycée
Cette maquette peut être réalisée par de bons bricoleurs, toutefois pour les enfants, la présence d'un adulte est préconisée.
Objectif
Manipuler la maquette proposée peut répondre au problème suivant :
Quels événements se succèdent lorsqu'un séisme se déclenche ?
Proposer une hypothèse
L'illustration ci-contre explique ce qui provoque un séisme. Voici, dans le désordre, les événements qui se produisent :
- Le sol tremble en surface
- Rupture des masses rocheuses au niveau foyer
- Les ondes sismiques se propagent
- Les masses rocheuses subissent une déformation
Réaliser une maquette
Pour éprouver votre hypothèse, voici comment réaliser une maquette qui permet de modéliser un séisme.Matériel nécessaire
| 4 morceaux de bois parallélépipédiques et une planche de bois de la largeur des 4 morceaux de bois |  |
| 2 plaques métalliques à trous également de la largeur des 4 morceaux de bois |  |
| Une longue molette |  |
| 2 capteurs piezo (ou tansducteur céramique) : à commander en France sur le site CONRAD : www.conrad.fr ou des écouteurs de casque audio |
 |
| un câble rallonge audio stéréo avec au moins une fiche jack mâle (en grande surface rayon Hi-Fi) |  |
| Le matériel de petit bricoleur : clous, colle à bois, vis, marteau, tourne-vis, scie... | |
| Une « touillette » à café en plastique |  |
| Un ordinateur | |
| Le logiciel « Adacity » (à télécharger dans la rubrique logiciels utiles) |  |
Un peu de soudure...
Couper l’extrémité femelle du câble jack puis dénuder un peu les fils puis souder les fils dénudés aux cellules piézo comme ci-dessous : |
 |
Construire la maquette selon le modèle ci-dessous
Au niveau de la maquette en bois ...
- Insérez une « touillette » à café en plastique dans la fente
- Scotchez les capteurs piezo sur le morceau de bois fixe et branchez la prise jack mâle à la sortie « entrée » (enregistrement stéréo avec 2 capteurs) ou « micro » (enregistrement mono avec 1 seul capteur) de l'ordinateur
Manipulation
- sur l'ordinateur, mettez en marche l'enregistrement Audacity en appuyant sur le bouton rouge
- continuez la rotation jusqu'à casser la « touillette »
- observez l'enregistrement sur Audacity
Voici un résultat en image
Cliquez sur l'image ci-dessous pour voir la manipulation :
Diaporama Maquette
(247.49 Ko)
D'après vos résultats, indiquez maintenant le bon ordre chronologique des événements :
- Le sol tremble en surface
- Rupture des masses rocheuses au niveau foyer
- Les ondes sismiques se propagent
- Les masses rocheuses subissent une déformation
La maquette fabriquée peut vous permettre de multiplier les expériences
avec plusieurs fentes parallèles et autant de touillettes à casser : qu'observez-vous ? les touillettes cassent-elles toutes en même temps ?
avec une seule fente mais avec une touillette plus épaisse qui augmente la résistance : qu'observez-vous ? les signaux enregistrés sont-ils différents ?
avec des morceaux de bois plus grands et en faisant varier la distance entre les capteurs (un très près de la source, un très loin) : qu'observez-vous ? quel phénomène cela traduit-il ?