• Conceitos físicos fundamentais envolvidos na sismologia;
• Como fabricar um sismógrafo escolar;
• Como determinar a magnitude, na escala Richter, de um sismo usando uma função logarítmica.

Os alunos devem conhecer os fundamentos de logaritmos, logaritmos decimais e da função logarítmica e ter conhecimentos básicos do que vem a ser escala Richter, sismos, magnitude de um sismo.

Todas as ilustrações são do autor.

Os logaritmos estão presentes nas mais diversas áreas do campo científico. O que vamos explorar nessa aula é o uso da função logarítmica no estudo dos tremores de terra (ou sismos). A Sismologia é a parte da Geofísica que estuda os sismos, as suas causas e efeitos. A Escala Richter é usada para determinar um valor que represente a intensidade da energia liberada por um sismo em forma de ondas. Este valor é conhecido como magnitude do sismo. É comum ouvirmos nos jornais que em um determinado lugar foram registrados x pontos na escala Richter (magnitude do sismo interpretada nesta escala). A função logarítmica é usada no cálculo da magnitude.

Aproveite a interdisciplinaridade que o tema oferece. O professor de geografia pode contribuir com uma abordagem sobre as placas tectônicas e seus movimentos, grandes terremotos da história, incluindo os recentes eventos, o professor de física pode investir na questão das ondas, seus tipos e componentes e finalmente o professor de matemática pode trabalhar com o cálculo da magnitude na escala Richter.

Objeto de aprendizagem abaixo pode ser um ótimo começo para o professor se interar no tema ou para ser aplicado com os alunos como atividade complementar:

(http://materialguilherme.webnode.com.br/news/terremotos%20%28em%20constru%C3%A7%C3%A3o%29/) 

Como atividade inicial sugiro um debate. Discuta com os alunos:

• Como podemos medir esta magnitude?
• Que tipo de equipamento poderia registrar a intensidade da liberação dessa energia?

Analise as colocações e revele como essas questões são solucionadas com o uso de sismógrafos (aparelhos criados para registrar as ondas provocadas pelos sismos).

Para melhor entendimento sugiro, como uma atividade experimental e em grupo, a construção de sismógrafos escolares como os abaixo. Este tipo de atividade demanda um tempo extra, mas consolida os fundamentos da sismologia.

Modelo1

Modelo 2

O funcionamento é muito simples. Simultaneamente, um aluno puxa suavemente a folha de papel, e outro "sacode" a mesa enquanto o sismógrafo registra o "sismo". O gráfico que se revelará é chamado de sismograma. Conclua esta atividade discutindo o que os sismogramas gerados revelam no que tange ao "sismo" simulado. Peça para os alunos compararem os vários sismogramas produzidos.

Para se construir um sismógrafo mais preciso, e mais adequado para uma feira de ciências, por exemplo, sugiro o link:  http://www.feiradeciencias.com.br/sala19/texto41.asp  

Quando um sismo acontece vários tipos diferentes de ondas são emitidas. As ondas longitudinais “P”, por terem a direção da propagação perpendicular a fonte, tem velocidade maior, portanto são registradas primeiro no sismógrafo. Depois de certo tempo as ondas transversais “S” são registradas. Este tempo entre o primeiro registro das ondas “P” e o primeiro registro das ondas “S” é importante para o cálculo da magnitude. A magnitude de um sismo pode ser calculada com a fórmula abaixo:

Discuta essa fórmula com os seus alunos.

Como atividade exemplar, vamos aplicá-la num sismograma hipotético:

Nesta atividade o professor deve explicar como extrair as informações do sismograma para serem utilizadas na expressão logarítmica.

Veja esta tabela adaptada da Wikipédia:

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Escala_de_Richter 

Como atividade de fechamento, sugiro uma prática, em grupo, onde os alunos terão que determinar a magnitude de um sismo, a sua interpretação na escala Richter bem como a sua comparação com os grandes sismos históricos. O professor pode utilizar um sismograma interpretado como o do Instituto Geofísico: (http://www1.ci.uc.pt/iguc/dados_sismo/coi-d994n2-20040512-1622int.bmp), ou criar seus próprios sismogramas. Uma lista de grandes sismos da história pode ser previamente disponibilizada para os alunos, assim os mesmos poderão fazer comparações entre o sismo trabalhado e os sismos registrados na história. Uma lista de grandes sismos está disponível no site da Folha Online em (http://www1.folha.uol.com.br/folha/mundo/ult94u57273.shtml). Nesta atividade cada grupo pode trabalhar com um sismograma distinto. Peça para que os grupos interpretem que tipo de problemas, um sismo do porte em questão, poderia causar nas construções de uma cidade e que sismo histórico está mais próximo do sismo estudado. Esta socialização pode ser feita com uma apresentação do grupo no fim da aula. 

O tema é bastante interdisciplinar e deve ser explorado. Um evento mais abrangente pode ser elaborado em conjunto com professores das disciplinas correlacionadas com o tema, e a culminância poderia ser uma grande exposição de trabalhos realizados pelos alunos.

O objeto de aprendizagem (link abaixo) é bastante interessante para ser usado como atividade complementar. (o objeto de aprendizagem está em construção e a função de verificação da atividade ainda não foi implementada)

(http://materialguilherme.webnode.com.br/news/terremotos%20%28em%20constru%C3%A7%C3%A3o%29/) 

O Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP oferece diversos vídeos interessantes sobre o tema:  http://www.moho.iag.usp.br/sismologia/videos.php  

Vejam outras aplicações da função logarítmica nesta apresentação: http://www.slideshare.net/vivianpibn/introduo-aos-logaritmos-objeto-de-aprendizagem 

O professor pode avaliar os alunos no momento que eles estão usando os conhecimentos abordados para determinar a magnitude dos sismos a partir de sismogramas. É interessante que o professor crie sismogramas diversos para serem usados nas atividades propostas.

Sugiro também um trabalho mais interdisciplinar para ser apresentado numa feira de ciências, por exemplo, onde vários professores poderiam contribuir. Este tipo de apresentação é um excelente meio de avaliar se o aluno realmente compreendeu o conteúdo.