Étude d’un séisme

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Ondes et particules
Type : Exercice | Année : 2012 | Académie : Inédit
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Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
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Étude d&rsquo un séisme
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Ondes et particules

Corrigé

4

Observer

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Sujet inédit

Exercice &bull 2,5 points

Lors d&rsquo un séisme, la terre est mise en mouvement par des ondes de différentes natures, qui occasionnent des secousses plus ou moins violentes et destructrices en surface.

On distingue :

  • les ondes P, les plus rapides, se propageant dans les solides et les liquides 
  • les ondes S, moins rapides, ne se propageant que dans les solides.

L&rsquo enregistrement de ces ondes par des sismographes à la surface de la Terre permet de déterminer l&rsquo épicentre du séisme (lieu de naissance de la perturbation).

Les schémas a et b ci-dessous modélisent la progression des ondes sismiques dans une couche terrestre.


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1. Étude de la nature des ondes

Les ondes P, appelées aussi ondes de compression, sont des ondes longitudinales. Les ondes S, appelées aussi ondes de cisaillement, sont des ondes transversales.

1 Définir une onde transversale. (0,25 point)

2 Indiquer le schéma correspondant à chaque type d&rsquo onde. (0,25 point)

2. Étude d&rsquo un sismogramme

Un séisme s&rsquo est produit à San Francisco (Californie) en 1989.

Le document ci-dessous présente le sismogramme obtenu, lors de ce séisme à la station Eureka.


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Le sismogramme a été enregistré à Eureka, station sismique située au nord de la Californie. L&rsquo origine du repère (t= 0 s) a été choisie à la date du début du séisme à San Francisco. Le sismogramme présente deux trains d&rsquo ondes repérés par A et B.

1 À quel type d&rsquo onde (S ou P) correspond chaque train ? Justifier la réponse à l&rsquo aide du texte d&rsquo introduction. (0,25 point)

2 Sachant que le début du séisme a été détecté à Eureka à 8 h 15 min 20 s TU (Temps Universel), déterminer l&rsquo heure TU (h, min, s) à laquelle le séisme s&rsquo est déclenché à l&rsquo épicentre. (0,25 point)

3 Sachant que les ondes P se propagent à une célérité moyenne de 10 km &middot  s&ndash 1, calculer la distance séparant l&rsquo épicentre du séisme de la station Eureka. (0,25 point)

4 Calculer la célérité moyenne des ondes S. (0,25 point)

3. Étude générale

Répondre aux questions suivantes en justifiant brièvement.

1À partir de l&rsquo épicentre, les ondes sismiques se propagent-elles dans une direction privilégiée ? (0,25 point)

2 Les ondes sismiques se propagent-elles avec transport de matière ? (0,25 point)

3 Exprimer et calculer numériquement la longueurd&rsquo onde λ d&rsquo une onde P de période T= 0,2 s. (0,25 point)

4 Pourquoi le texte donne-t-il les valeurs moyennes pour les célérités des ondes sismiques ? (0,25 point)

Partie 1

Vous devez connaître les propriétés des ondes longitudinales et transversales.

Partie 2

Repérez les différents signaux et déterminez la distance recherchée en fonction du retard.

Distinguez bien le retard propre à chaque type d&rsquo ondes S ou P.

Partie 3

Vous devez vous rappeler les propriétés des ondes mécaniques et connaître la relation entre la longueur d&rsquo onde, la période et la célérité des ondes.