تعیین مرکز سطحی زمین لرزه؛ تشکیل چشمه آب؛ آزمایشگاه علوم تجربی

آزمون شامل ۲۰ پرسش است.
سلام و درود
«تکرار مادر مهارتهاست»
در راستای افزایش مهارت شما آزمونهایی برای شما آماده شده است. هر آزمون دارای ۲۰ سوال ۲ گزینهای است.
برای تثبیت مطلب در حافظه و یادگیری هر چه بیشتر مطلب، در آزمونهای آنلاین «آیندهنگاران مغز» شرکت کنید.
برای شرکت در آزمونهای آنلاین «آزمایشگاه علوم تجربی» بر لینک زیر کلیک کنید:
۱
تخمین مسافت و مهارت استفاده از نقشه
هنگام رانندگی برای عبور از مسیرهای باریک و یا سبقت گرفتن در جادهها، شما باید قادر به تعیین فاصله خود با اشیا و یا خودروهای مقابل و مجاور باشید که به آن تخمین مسافت گفته میشود. در عملیاتهای نظامی مانند جنگ تحمیلی، رزمندگان از این مهارت برای تعیین فاصله خود با اهداف مورد نظر استفاده میکردند.
کاربرد نقشه در زندگی ما، بسیار فراوان است؛ مانند کاربرد آن در طرحهای عمرانی، صنعتی، نظامی و معدنی، تا تعیین مسیر و پیدا کردن موقعیتهای مختلف؛ بنابراین توانایی استفاده از نقشه، برای هر فرد ضروری است.
نقشه، تصویر افقی بخشی از زمین با مقیاس مشخص روی کاغذ و… است. نقشهها با توجه به کار بردشان در اندازهها و مقیاسهای متفاوت ترسیم میشوند. مقیاس، نسبت فاصله دو نقطه روی نقشه، به فاصله همان دو نقطه روی زمین است.
فاصله همان دو نقطه روی زمین / فاصله دو نقطه روی نقشه = مقیاس
هدف | تقویت مهارت تخمین مسافت و استفاده از نقشهها در زندگی |
ابزار و مواد | ۱- چند نمونه نقشه عارضه نگاری (توپوگرافی) ۲- مداد ۳- خطکش ۴- گونیا ۵- نخ قرقره |
دستور کار
۱- در حیاط مدرسه، مسافت معینی (حدود ۱۰متر) را مشخص و نشانهگذاری کنید.
۲- فاصله نشانهگذاری شده را به طور طبیعی راه بروید و تعداد گامهای خود را بشمارید.
۳- این مسافت را به وسیله متر دقیق اندازهگیری کنید.
۴- فاصله دقیق اندازهگیری شده را به تعداد گامهای خود، تقسیم کنید و طول هر گام خود را به دست آورید.
۵- عرض حیاط مدرسه خود را تخمین بزنید و سپس این فاصله را با گامهای خود اندازهگیری کنید.
۶- عرض حیاط مدرسه را به وسیله متر، دقیق اندازهگیری و جدول زیر را تکمیل کنید.
تخمین عرض حیاط مدرسه بر حسب متر | عرض حیاط مدرسه بر حسب تعداد گامهای شما | عرض حیاط مدرسه بر حسب متر بر اساس اندازهگیری دقیق شما |
دانش آموزان هر مدرسه با توجه به عرض حیاط مدرسه خودشان به دست میآورند و در جدول درج میکنند.
۷- تخمین شما چقدر به واقعیت نزدیک است؟ در صورت وجود اختلاف زیاد، با تمرین بیشتر، سعی کنید این اختلاف را کاهش دهید.
بستگی به دقت اندازهگیری دانش آموز دارد.
۸- در نقشه روبه رو، فاصله خط مستقیم دو نقطه A تا B را بر حسب متر محاسبه کنید.
فاصله A و B = روی نقشه ۳ سانتیمتر
با توجه به مقیاس ۱ روی ۵۰۰۰۰
۳ | ۱ |
X | ۵۰۰۰۰ |
بنابراین داریم:
X = 3 × ۵۰۰۰۰ = 150000 cm = 1500 m
فاصله A و B میشود: ۱۵۰۰ متر
۹- فاصله بین دو نقطه H و A را براساس جاده ارتباطی بین آنها (با پیچ و خم) بر حسب متر محاسبه کنید.
AH = 6/5
مقیاس ۱ روی ۵۰۰۰۰
بنابراین داریم:
۶/۵ | ۱ |
X | ۵۰۰۰۰ |
X = 50000 × ۶/۵ = 325000 cm
فاصله دو نقطه A تا H میشود: ۳۲۵۰ متر
۱۰- نقشه شهر یا روستای محل سکونت خود را تهیه و روی آن دو نقطه مسکونی را انتخاب کنید.
دانش آموزان هر شهر و روستا با توجه به نقشه محل سکونت خود به این سؤال پاسخ میدهند.
۱۱- اندازه خیابان محل سکونت شما در نقشهای با همین مقیاس، چند میلیمتر است؟
این پرسش با توجه به طول خیابان محل زندگی هر دانش آموز و مقیاس (۱ روی ۵۰۰۰۰) محاسبه خواهد شد.
به عنوان مثال اگر طول خیابان محل سکونت دانش آموز ۱۰۰۰ متر باشد. این فاصله روی نقشهای با مقیاس (۱ روی ۵۰۰۰۰) چند میلی متر است؟
طول خیابان برحسب میلیمتر »
۱۰۰۰ m (× ۱۰۰) = 100,۰۰۰ cm (×۱۰) = 1,۰۰۰,۰۰۰ mm
۱,۰۰۰,۰۰۰ | ۱ |
X | ۵۰۰۰۰ |
X = 1,000,000 ÷ ۵۰,۰۰۰ = 20
بنابراین طول خیابان بر روی چنین نقشهای ۲۰ میلیمتر میشود.
۱۲- طول و عرض جغرافیایی محل سکونت خود را از روی نقشه به دست آورید.
طول جغرافیایی محل سکونت را از قسمت ستون نقشه (نصف النهارها) میخوانیم و عرض جغرافیایی محل زندگی را از قسمت ردیف نقشه (مدارها) پیدا میکنیم.
به عنوان مثال طول و عرض جغرافیایی ننقاط زیر چنین خواهد بود.
پرسش و فعالیتهای تکمیلی
– اگر یک زمین فوتبال به ابعاد حدود ۱۰۰× ۸۰ متر در محله شما باشد، این زمین روی نقشه با مقیاس نقشه بالا، چند میلیمتر مربع مساحت دارد؟
عرض زمین »
۸۰ m (×۱۰۰) = 8000 cm (×۱۰) = 80000 mm
طول زمین »
۱۰۰ m (×۱۰۰) = 10000 cm (×۱۰) = 100000 mm
با جدول تناسب طول و عرض زمین بر روی نقشه با مقیاس ۱ روی ۵۰۰۰۰ محاسبه میگردد. نتیجه میشود:
۸۰۰۰۰ ÷ ۵۰۰۰۰ = 1/۶
۱۰۰۰۰۰ ÷ ۵۰۰۰۰ = 2
مساحت زمین فوتبال بر روی نقشه میشود:
۱/۶ × ۲ = 3/۲ میلیمتر مربع
۲
زیباسازی محیط زندگی با بلورهای دستساز
آیا تا به حال با دقت به بلورهای نمک نگاه کردهاید؟ هر یک از این بلورها زیبایی خاصی دارند. اگر دانههای شکر را هم با ذره بین از نزدیک ببینید، متوجه نظم در شکل ظاهری دانهها خواهید شد. این دانهها، بلور هستند. بلور به موادی گفته میشود که اجزای تشکیل دهنده آن با نظم خاصی در کنار یکدیگر قرار گرفته باشد. بلورها، شکلها و انواع مختلفی دارد. بلورها در محیطهای فراسیر شده تشکیل میشوند. شکل بلورها، به سامانه تبلور و شرایط محیط تشکیل (دما، فضای خالی و …) بستگی دارد.
هدف: تهیه بلورهای دست ساز و آشنایی با سازوکار تشکیل کانیها
ابزار و مواد: ۱- پوسته تخم مرغ یا گردو یا… ۲- زاج سفید ۳- آب ۴- چسب چوب ۵- رنگ خوراکی
ایمنی و هشدار: زاج سفید لمس نشود و هنگام مخلوط کردن زاج با آب از عینک و دستکش استفاده شود.
دستور کار
۱- قالبی مانند پوسته تخم مرغ یا گردو تهیه و آن را به دو نیمه مساوی تقسیم کنید.
۲- لبههای قالب را ناهموار کنید.
۳- سطح داخلی قالب را به چسب چوب آغشته کنید.
۴- مقداری پودر زاج سفید را روی چسب چوب بریزید.
۵- در یک ظرف، محلول فراسیر شده از زاج سفید را تهیه و به آن رنگ اضافه کنید.
۶- ظرف محتوی محلول را گرم کنید.
۷- قالب را در محلول غوطه ور کنید و چند روز در یک مکان قرار دهید.
با آویزان کردن نخ یا میلههای نازک، با شکلهای مختلف در محلولهای فراسیر شده، میتوان بلورهای زیبایی تهیه کرد.
پرسش و فعالیتهای تکمیلی
در منزل، با استفاده از روش بالا و با جایگزین کردن شکر به جای زاج سفید، بلور نبات بسازید.
با آویزان کردن نخ با میلههای نازک با شکلها و قالبهای مختلف در محلولهای فراسیر شده (آب و شکر)، مطابق روش ارائه شده در این آزمایش (دستور کار بلورهای زاج سفید) میتوان، بلورهای زیبای نبات را نیز تهیه کرد.
۳
تعیین مرکز سطح زمینلرزه
انرژی حاصل از شکستن بخشی از سنگ کره، به صورت امواج P و S از کانون زمینلرزه آزاد میشود. موج P موج طولی است؛ یعنی راستای انتشار و ارتعاش آن یکی است و مانند موجی است که در فنر ایجاد میشود. سرعت آن زیاد است و از همه محیطها (جامد، مایع، گاز) عبور میکند.
موج S، موج عرضی است؛ یعنی راستای انتشار، عمود بر ارتعاش آن است و مانند موجی است که در طناب ایجاد میشود. سرعت آن از موج P کمتر است و فقط از محیط جامد عبور میکند.
امواج P و S، هم زمان از کانون زمینلرزه آزاد میشوند؛ اما با توجه به اختلاف سرعت آنها، هر چه از کانون زمینلرزه دور میشوند، فاصله آنها از یکدیگر زیاد میشوند و با اختلاف زمان به دستگاه لرزه نگار میرسند. بنابراین با داشتن اختلاف زمان رسیدن امواج P و S به لرزه نگار میتوان مرکز سطحی زمینلرزه را تعیین کرد.
هدف: تعیین محل مرکز سطحی زمینلرزه
ابزار و مواد: ۱- نقشه ۲- پرگار ۳- خطکش ۴- لرزه نگاشت امواج S و P زمینلرزه ۵- مداد پاک کن
دستور کار
۱- با استفاده از لرزه نگاشتهای رسم شده توسط لرزهنگارهای واقع در اطراف محل زمینلرزه، اختلاف زمان رسیدن امواج S و P را به لرزه نگار مشخص کنید.
پاسخ این سؤال را با توجه به نمودار زیر و با کم کردن زمان رسیدن موج P از زمان رسیدن S به دست میآوریم.
۲- با استفاده از اختلاف زمان امواج S و P روی منحنی استاندارد روبه رو، فاصله کانون زمینلرزه تا هر دستگاه لرزه نگار را به دست آورید.
با توجه به نمودار زیر، جواب سؤال به دست میآوریم.
ایستگاه ۱ »»»» ۱۰۰ کیلومتر
ایستگاه ۲ »»»»»» ۲۳۰ کیلومتر
ایستگاه ۳ »»»»» ۳۶۰ کیلومتر
۳- روی نقشه به مرکز هر ایستگاه لرزه نگاری و به شعاع عدد به دست آمده از مرحله ۲، یک دایره رسم کنید.
۴- مراحل بالا را برای حداقل دو ایستگاه لرزه نگاری دیگر، که امواج این زمینلرزه را ثبت کردهاند، نیز انجام دهید. اکنون محل مرکز سطحی را مشخص کنید.
محل تلاقی سه دایره مرکز سطحی زمین لرزه است.
پرسش و فعالیتهای تکمیلی
۱- آیا میدانید مرکز زمینلرزه در کدام نقطه از دایره قرار گرفته است؟
محل تلاقی سه دایره مرکز سطحی زمین لرزه است.
۲- اگر این مراحل را فقط توسط لرزه نگاشتهای دو مرکز لرزه نگاری انجام دهید، چه مشکلی پیش میآید؟
اگر این مراحل را با دو لرزه نگار انجام دهیم دو نقطه به عنوان مرکز سطحی زمین لرزه به دست میآید.
۳- به چه دلیل اندازه دایرهها، با یکدیگر متفاوت است؟
زیرا زمان رسیدن موج P و S در سه ایستگاه با یکدیگر تفاوت دارد. و فاصله مرکز سطحی با ایستگاههای لرزه نگار (ایستگاه ۱ و ۲ و ۳) یکسان نخواهد بود؛ بنابراین به فاصله ایستگاه لرزهنگاری تا مرکز سطحی سه دایره با شعاع متفاوت ترسیم میشود.
۴
چگونگی تشکیل چشمه آب
هنگام بارندگی، قسمتی از آبهای سطحی از منطقه تغذیه به درون زمین نفوذ میکند و آبهای زیرزمینی را به وجود میآورد. بخشی از این آبها از لابه لای منافذ خاک و سنگ به طرف پایین حرکت میکنند تا جایی که تمام فضاهای خالی از آب پر شود. به این منطقه، «منطقه اشباع» میگویند. منطقه بالای منطقه اشباع را، که فضاهای خالی با هوا و مقدار ناچیزی آب پر شده است، «منطقه تهویه» میگویند. سطح فوقانی منطقه اشباع را «سطح ایستابی» گویند. به مقدار فضاهای خالی یک نمونه رسوب یا سنگ «تخلخل» میگویند که مقدار آن از رابطه زیر به دست میآید:
۱۰۰ × حجم کل سنگ یا رسوب /حجم فضای خالی سنگ یا رسوب= تخلخل
هدف: آشنایی با مفاهیم آبهای زیرزمینی و چگونگی تشکیل چشمه
ابزار و مواد: ۱- ظرف شفاف ۲- تیغه پلاستیکی شفاف ۳- چسب آبزی¬دان (آکواریوم) ۴- ماژیک ۵- خطکش ۶- مقداری شن و ماسه ۷- مقداری آب
ایمنی و هشدار هنگام کار با خاک و چسب از دستکش استفاده شود.
دستور کار
۱- یک آبزیدان (آکواریوم) به ابعاد ۲۵× ۲۰× ۳۰ سانتیمتر تهیه کنید.
۲- مانند شکل الف یک تیغه شفاف در داخل آبزیدان قرار دهید و با چسب آبزیدان، عایق و محکم کنید.
۳- مقداری شن و ماسه را به صورت شیبدار در آبزیدان بریزید به طوری که لبه تیغه پلاستیکی با آن مماس باشد.
۴- از نقطه a یک لیتر آب داخل ظرف بریزید.
۵- به وسیله ماژیک، سطح ایستابی را روی آبزیدان نشان دهید (شکل ب).
۶- دوباره از نقطه a داخل ظرف آب بریزید تا زمانی که آب از داخل خاک به صورت چشمه خارج شود (شکل پ).
پرسش و فعالیتهای تکمیلی
۱- در نقطه a، فاصله سطح ایستابی را از سطح زمین، اندازهگیری کنید.
با خط کش عمق منطقه اشباع را در شکل الف و ب در نقطه a اندازهگیری میکنیم. به عنوان مثال، در شکل الف عمق حدود ۱/۵ سانتیمتر و در شکل ب حدود ۲/۵ سانتیمتر است.
۲- عمق سطح ایستابی را در نقطه a شکل الف وب را با هم مقایسه کنید.
سطح ایستابی در شکل الف نسبت به نقطه a در عمق بیشتر و در شکل ب در عمق کمتر قرار دارد، و در شکل ب سطح ایستابی به سطح زمین نزدیکتر است و امکان تشکیل چشمه بیشتر است.
۳- عمق سطح ایستابی در دشتها بیشتر است یا مناطق کوهستانی مجاور آنها؟
در مناطق کوهستانی، زیرا آبهای زیر زمینی از مناطقی که فشار بیشتر است به مناطقی که فشار کمتر است حرکت میکند. بنابراین سطح ایستابی در دشتها در عمق کمتر و در کوهستانها در عمق بیشتر قرار دارد.
۴- علت تشکیل چشمه چیست؟
اگر ارتفاع سطح ایستابی با سطح زمین یکسان یا بالاتر از آن باشد. آبهای زیرزمینی خود به خود و به طور طبیعی در سطح زمین جریان مییابد که به آن چشمه میگویند.
۵
چگونگی تشکیل قندیلهای داخل غار
آبهای زیرزمینی از طریق درز و شکاف سنگهای آهکی به داخل زمین نفوذ میکنند و پس از حل کردن آهک، فضاهای خالی ایجاد کرده و سبب تشکیل غار میشوند به طوری که سرعت جریان آب، تعداد درز و شکاف و جهت آنها در چگونگی تشکیل غار تأثیر دارند. در این آزمایش با چگونگی تشکیل آنها آشنا میشوید. به قندیلهای سقف غار، استالاکتیت، و به قندیلهای کف غار، استالاگمیت میگویند.
هدف: آشنایی با فرایند تشکیل غار و فرایندهای رسوب گذاری استالاکتیت و استالاگمیت
ابزار و مواد: ۱- قطعهای سنگ نمک به حجم ۱۰ سانتی مترمکعب ۲- پایه ۳- حلقه نگهدارنده ۴- بست ۵- توری نسوز ۶- شیلنگ ۷- میله ۵۰ سانتیمتری.
دستور کار
۱- مطابق شکل روبه رو دستگاه را سوار کنید.
۲- آب خروجی از شیلنگ را طوری تنظیم کنید که قطره قطره روی سنگ نمک بچکد (هر دقیقه، یک قطره).
۳- مشاهدات خود را بعد از ۲ روز و همچنین یک هفته یادداشت و مقایسه کنید.
پرسش و فعالیتهای تکمیلی
در صورتی که در هر دقیقه ۶۰ قطره آب بچکد، چه تأثیری در تشکیل قندیلها دارد؟
به علت افزایش سرعت آب و کاهش تبخیر آن، امکان رسوب آهک و یا سایر املاح کمتر است و در نتیجه تشکیل قندیلها کند خواهد بود.
۶
قالب داخلی و خارجی
اگر فقط آثار و شکل بر جستگیها و اجزای سطح خارجی صدف یا اسکلت جاندار در رسوبات برجای بماند و به فسیل تبدیل شود، قالب خارجی تشکیل میشود. در صورتی که مواد و رسوبات نرم به داخل صدف یا اسکلت جاندار نفوذ کند و آثار سطح داخلی بدن جاندار در رسوبات ثبت و سپس سخت شود، قالب داخلی به وجود میآید.
هدف: آشنایی با قالبهای داخلی و خارجی و کاربرد آنها در زندگی.
ابزار و مواد: ۱- فسیل چند نوع صدف ۲- خمیر بازی ۳- روغن ۴- قلم مو ۵- دستکش یک بار مصرف ۶- گچ ۷- آب ۸- رنگهای گواش
ایمنی و هشدار از دستکش استفاده کنید.
دستور کار
۱- روی سطحی صاف، خمیر بازی را به ضخامت cm ۲ (بیشتر از ضخامت صدف) پهن کنید.
۲- با استفاده از قلم مو، بر روی سطح برجسته (محدب) فسیل صدف روغن بمالید.
۳- فسیل صدف را با فشار دادن، در داخل خمیر بازی، قرار دهید.
۴- در مقداری آب، گچ به میزانی وارد کنید که خمیر گچی ایجاد شود.
۵- به آرامی خمیر بازی را از فسیل صدف جدا کنید. با رنگ دلخواه آن را رنگآمیزی کنید.
۶- شما در این مرحله قالب خارجی فسیل درست کردید.
۷- مراحل بالا را برای داخل فسیل صدف (بخش گود یا مقعر آن) نیز انجام دهید.
پرسش و فعالیتهای تکمیلی
۱- قالبهای داخلی و خارجی ساخته شده را با هم مقایسه کنید.
در حالت اول: تزیینات خارجی صدف به وسیله گچ، فرم گرفته است که به آن قالب خارجی میگویند.
در حالت دوم: اگر محلول آب و گچ را به داخل صدف تزریق شود تزیینات داخلی آن فرم میگیرد که به آن قالب داخلی میگویند.
۲- چند مورد کاربرد قالبهای داخلی و خارجی را در زندگی روزمره بیان کنید.
استفاده از قالبهای داخلی و خارجی برای طراحی وسایل مورد استفاده در زندگی روزمره، مانند ظروف پلاستیکی، ظروف شیشهای، شبیهسازی انواع فسیلها برای استفاده در مطالعات زمین شناسی و….
۳- از این روش در صنعت چه استفادههایی میشود؟
برای طراحی قالبهای مختلف در صنعت خودروسازی، هواپیماسازی و……………. در صنعت ریختهگری برای ساخت قطعات و ادوات مورد استفاده در صنایع مختلف و صنایع مواد غذایی مانند فرمهای مختلف انواع مواد غذایی.
۷
تشکیل چین خوردگی
در سالهای گذشته خواندید که در محیطهای رسوبی با گذشت زمان، لایههای رسوبی به صورت افقی تهنشین، و پس از هزاران سال به سنگهای رسوبی تبدیل میشوند. در اثر حرکت و برخورد ورقههای سنگ کره، رسوبات از حالت افقی خارج میشوند و چینخوردگیها را به وجود میآورند. چینخوردگیها به دو دسته تاقدیس (چینی که به طرف بالا محدب شده و لایه قدیمی در مرکز آن قرار دارد) و ناودیس (چینی که به طرف پایین مقعر شده و لایه جوان در مرکز آن قرار دارد) تقسیمبندی میشوند.
هدف: آشنایی با چگونگی تشکیل تاقدیس و ناودیس
ابزار و مواد: ۱- چکش ۲- تعدادی میخ ۳- جعبه چوبی یا پلاستیکی ۴- طلق شفاف یا شیشه ۵- دو حلقه فلزی ۶- یک میله استوانهای شکل به طول حدود ۳۰ سانتیمتر ۷- خمیر بازی ۴ رنگ ۸- مقداری گل رس ۹- ماسه رنگی
دستور کار
۱- یک دیواره عرضی متحرک برای جعبه درست کنید و در ابتدای دو دیواره طولی، طلق یا شیشه قرار دهید. (مانند شکل روبه رو)
۲- از وسط یکی از دیوارههای عرضی، سوراخی به قطر میله استوآنهای، ایجاد کنید.
۳- دو حلقه فلزی را از وسط دو دیواره برای عبور میله جاسازی کنید.
۴- در قسمت A لایههایی از خمیر بازی، ماسه رنگی و گل رس را درون جعبه به صورت متناوب و لایه لایه روی هم قرار دهید و پهن کنید.
۵- با چرخاندن اهرم میله استوآنهای دیواره متحرک را به آرامی فشار دهید. چه مشاهده میکنید؟
پرسش و فعالیتهای تکمیلی
۱- شکل حاصل، شبیه تاقدیس است یا ناودیس؟
تاقدیس. زیرا لایههای موجود، امکان حرکت به سمت پایین را ندارند و در اثر فشار جهتدار که برآیند نیروها به سمت بالا است خمیده میشوند و تاقدیس را به وجود میآورند.
۲- نام دو رشته کوه کشورمان را ذکر کنید که با این روش تشکیل شدهاند.
رشته کوه البرز در شمال کشور و رشته کوه زاگرس در غرب و جنوب غرب ایران.
» فایل word «بخش اول آزمایشگاه علوم تجربی»
» فایل pdf «بخش اول آزمایشگاه علوم تجربی»