Enunciado

Dois pontos A e B na superfície da Terra estão na mesma longitude e 60,08 separados em latitude, como mostrado na Figura P13.48. Suponha que um terremoto no ponto A crie uma onda P que alcança o ponto B viajando diretamente através do corpo da Terra a uma velocidade constante de 7,80 km/s. O terremoto também irradia uma onda de Rayleigh que viaja a 4,50 km/s. Além das P e S, ondas de Rayleigh são um terceiro tipo de onda sísmica que percorre a superfície da Terra, e não através do corpo da Terra. (a) Qual destas duas ondas sísmicas chega em B primeiro? (b) Qual é a diferença de tempo entre a chegada destas duas ondas em B ?

Passo 1

Falaa galerinha, tudo bem?

Bora para mais um exercício??

Encoxxtaa

A onda P emitida pelo terremoto viaja a uma velocidade v P = 7,80   k m / s , enquanto que a onda de Rayleigth tem velocidade v R = 4,50   k m / s . As ondas de Rayleigh são um tipo de onda sísmica que viaja pela superfície da Terra, portanto, a distância percorrida por essa onde s R está associada ao comprimento de um arco de circulo que forma um ângulo de 60°, ou seja:

s R = 1 6 ⋅ ( 2 π R )

Em que R é o raio da Terra.

Passo 2

A distância percorrida pela onda P, s 1 , indicada na figura a seguir:

Forma um triangulo equilátero com o raio da Terra, já que o ângulo indicado é de 60° e a soma dos ângulos internos de um triângulo é de 180°, ou seja, todos os ângulos do triângulo formam 60° e, consequentemente, todos os lados são iguais, portanto:

s 1 = R

Passo 3

  1. A onda P leva um tempo t P para ir do ponto A ao ponto B:

t P = s 1 v P

t P = R v P

Enquanto que a onda de Rayleigh leva um tempo t R

t R = s R v R

t R = 2 π R 6 v R

Assim, pode se calcular a diferença entre os tempos de chegada dessas ondas,

t P - t R = R v P - π R 3 v R

t P - t R = 1 v P - π 3 v R R

t P - t R = 1 7,8 - π 3 ⋅ 4,5 R

t P - t R = - 0,1045 ⋅ R

Passo 4

(b) Como R é uma constante positiva (R>0), então, concluímos que:

t P - t R ≤ 0

t P ≤ t R

Ou seja, podemos concluir que a onda P é a primeira a ser detectada.

Passo 5

Sendo o raio médio da Terra r = 6371   k m , então, de acordo com a equação anterior, a diferença de tempo na chegada das ondas é de aproximadamente 665 s.

Resposta

Vide o passo a passo.

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