Παράκαμψη προς το κυρίως περιεχόμενο

Σχολεία εν Δράσει - Terraemotus - Ο σεισμογράφος του Τσανγκ Χενγκ!

Hosted by OSOS , contributed by karditsaearthq… on 2 March 2020

logo

       Για δεύτερη συνεχόμενη χρονιά το Εργαστηριακό Κέντρο Καρδίτσας συμμετέχει στον εκπαιδευτικό διαγωνισμό "Φτιάξε το δικό σου σεισμογράφο", που διοργανώνει η Ελληνογερμανική Αγωγή σε συνεργασία με το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.), με την ομάδα του, Terraemotus Team - Σχολεία εν Δράσει. Σκοπός της ομάδας είναι η ενημέρωση και ευαισθητοποίηση των μαθητών αλλά και των κατοίκων της πόλης πάνω στο σεισμικό φαινόμενο. Τα τελευταία τρία χρόνια οργανώνουμε δράσεις όπως , ημερίδες σε συνεργασία με τον ΟΑΣΠ, Πανεπιστημιακά Ιδρύματα της χώρας και φορείς της πόλης. Πραγματοποιούμε ενημερώσεις σε σχολεία και διανέμουμε ενημερωτικά φυλλαδίων του ΟΑΣΠ, παίρνουμε μέρος σε διαγωνισμούς και σε συνέδρια.

Φέτος για πρώτη φορά η Ομάδα αποφάσισε να εστιάσει τις παρουσιάσεις της στα δημοτικά και τα νηπιαγωγεία της πόλης.  Ορμώμενοι από το βιβλίο "Η γη χορεύει", που βρίσκεται στην ιστοσελίδα του ΟΑΣΠ, αποφάσισε να κατασκευάσει τον αρχαιότερο σεισμογράφο του κόσμου με τη βοήθεια της τεχνολογίας του Arduino. Πρόκειται για το σεισμογράφο του Zhang Heng που κατασκευάστηκε το 132 μ.Χ. στην Κίνα. Επισκεφτείτε το έργο μας για να δείτε την συνέχεια...

Learning Objectives
Σεισμογράφος, Σεισμοσκόπιο, Arduino, ρομποτική, Προγραμματισμός, Βιωματική εκπαίδευση, Συνεργατικότητα, Διερευνητική μάθηση, Ηands-on Αpproach

Ορισμός: Σεισμός είναι εδαφική δόνηση που γεννιέται κατά τη διατάραξη της μηχανικής ισορροπίας των πετρωμάτων από φυσικές αιτίες που βρίσκονται στο εσωτερικό της γης.

Γέννηση ενός σεισμού

Πού γίνεται;

Στην λιθόσφαιρα η οποία αποτελείται από μικρότερες πλάκες που ολισθαίνουν πάνω στο υποκείμενο παχύρρευστο υλικό ασθενόσφαιρα, με σχετικές κινήσεις μεταξύ τους.

Γιατί γίνεται;

Λόγω οριζόντιων εφαπτόμενικων δυνάμεων που ασκούνται στον πυθμένα τους από τα θερμικά ρεύματα μεταφοράς που δημιουργούνται στον ασθενοσφαιρικό  μανδύα.

                                                 επικεντρο

Το σημείο όπου γίνεται ο σεισμός ονομάζεται εστία. Η προβολή της Εστίας στην επιφάνεια ονομάζεται επίκεντρο. Μονάδα μέτρησης του σεισμού είναι το ρίχτερ.

 

        κυμα
    Η ενέργεια, που παράγεται κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, ταξιδεύει μέσα από σεισμικά κύματα. Αυτά χωρίζονται σε τέσσερις μεγάλες κατηγορίες. Τα primary, που ονομάζονται τα επιμήκη κύματα, συμβολίζονται με P και έχουν μεγάλη ταχύτητα και δύναμη. Τα secondary, τα εγκάρσια κύματα, συμβολίζονται με S έχουν μικρή ταχύτητα, αλλά είναι αυτά τα οποία επιφέρουν τις περισσότερες καταστροφές.

Τέλος φτάνουν επιφανειακά κύματα love ή Rayleigh.

                   Αποτέλεσμα εικόνας για p waves gif          Αποτέλεσμα εικόνας για p waves gif


 

Για να καταλάβουμε καλύτερα την διάδοση των σεισμικών κυμάτων αναπαραστήσαμε με ελατήριο τα κύματα P και S

          

 

     θέλοντας να προσεγγίσουμε το σεισμό από μία άλλη πλευρά, τη δημοσιογραφική, μπήκαμε σε ρόλους και υποδύθηκαμε, την παρουσιάστρια ενός έκτακτου δελτίου ειδήσεων, το δημοσιογράφο - ανταποκριτή και τους μαθητές ενός σχολείου, μετά το σεισμό της 6ης Φεβρουαρίου του 2020 που έγινε αισθητός στην Καρδίτσα. Χρησιμοποίησαμε ένα σκηνοθετικό εύρημα, με το να βάλουμε μια ζωντανή σύνδεση από ένα παλιό δελτίο ειδήσεων, όπου μιλάει ο καθηγητής κος Τσελέντης. Ήταν μια πρωτότυπη διαθεματική προσέγγιση του θέματος του σεισμού, από την οποία  αποκόμισαμε πολλαπλά οφέλη.

          

Πρόσθετο υλικό

https://www.oasp.gr/inform/students

http://www.geo.auth.gr/211/htm/lessons_slow.htm

https://media.giphy.com/media/2FjlkjgA8cyT6/giphy.gif

https://media.giphy.com/media/2FjlkjgA8cyT6/giphy.gif

    Μετά από την επιτυχημένη παρουσία των δύο τελευταίων σεισμογράφων, θέλαμε να φτιάξουμε ένα σεισμογράφο που θα ήταν καλύτερος από τους δύο προηγούμενους. Έπειτα από παρότρυνση του καθηγητή μας, αποφασίσαμε ότι και ο νέος σεισμογράφος θα έπρεπε να έχει εκπαιδευτικό χαρακτήρα, να είναι πρωτότυπος και να είναι κατανοητός και από μαθητές μικρής ηλικίας. Η εκτεταμένη έρευνα μας στο διαδίκτυο απέδωσε και η ιδέας μας προέκυψε από το παραμύθι του ΟΑΣΠ "Η γη χορεύει". Έτσι, αποφασίσαμε να κατασκευάσουμε τον πρώτο σεισμογράφο, ο οποίος δημιουργήθηκε το 132 μ.Χ. από τον Zανγκ  Χενγκ στην Κίνα.

 

       2018     2019

                                    a

Ο πρώτος σεισμογράφος κατασκευάστηκε στην Κίνα από τον Τσανγκ Χενγκ το 132 μ.Χ. Ήταν ένα σύστημα με μπρούτζινους δράκους και βατράχους, γύρω από ένα μεγάλο δοχείο. Όταν γινόταν σεισμός, ένα εσωτερικό εκκρεμές ενεργοποιούσε έναν διακόπτη, μία μπάλα έφευγε από το στόμα του δράκου και έπεφτε μέσα στον βάτραχο, προκαλώντας  ένα δυνατό ήχο. Ανάλογα με την κατεύθυνση της μπάλας οι άνθρωποι καταλάβαιναν την κατεύθυνση του επίκεντρου του σεισμού.

Πορεία κατασκευής: αναζητήσαμε σε πολλές ιστοσελίδες τα σχέδια αυτού του σεισμογράφου, όμως αυτά που βρήκαμε ήταν αδύνατον να κατασκευαστούν. Αποφασίσαμε να επανασχεδιάσουμε τα μέρη του από την αρχή. Το κυρίως σώμα θα είχε την μορφή κλουβιού, που θα είχε οκτώ κάγκελα, τέσσερα για τα σημεία του ορίζοντα Β, Ν, Α, Δ και τέσσερα για τα σημεία μεταξύ τους. Για το μηχανισμό προσανατολιστήκαμε σε κάποια μορφή εκκρεμούς, που θα χτυπούσε κάποιους μηχανικούς διακόπτες. Σχεδιάσαμε τα μέρη του σε χαρτί, κατασκευάζοντας έτσι τα πατρόν των κομματιών. Έπειτα, τα τοποθετήσαμε πάνω σε μακετόχαρτο, τα σχεδιάσαμε, τα κόψαμε και τα συναρμολογήσαμε.

      μ                μ2                          Μελετώντας την μακέτα μας, καταλάβαμε ότι η λύση των μηχανικών διακοπτών δε θα δούλευε. Σκεφτήκαμε και τους μαγνητικούς διακόπτες, μα και αυτούς τους απορρίψαμε. Έτσι καταλήξαμε στη λύση των Laser και των φωτοαντιστάσεων. Για το εκκρεμές επιλέξαμε ένα μπαλάκι του πινγκ πονγκ που το γεμίσαμε με θερμοσιλικόνη για να αποκτήσει βάρος. Τοποθετήσαμε τα λέιζερ και τους αισθητήρες, συνδέσαμε το κύκλωμα μαζί με το Arduino Uno το οποίο και το προγραμματίσαμε.

                   κ                         π

Τα τέσσερα σημεία του ορίζοντα Β, Ν, Α, Δ τα συμβολίσαμε με δράκους και τον Βορρά τον κάναμε μαύρο, και στα οκτώ σημεία τοποθετήσαμε led διαφορετικού χρώματος. Κάθε φορά που διαταράσσεται η ηρεμία του συστήματος (από ένα σεισμό), η σφαίρα "κόβει" μία, ή δύο δέσμες ταυτόχρονα, ο βομβητής παράγει ήχο και ανάβει το αντίστοιχο Led. Χρησιμοποιήσαμε, ένα δεύτερο Arduino Uno και ένα επιταχυνσιόμετρο το οποίο κολλήσαμε πάνω στη σεισμική τράπεζα.Έτσι, το σύστημά μας καταγράφει το σεισμό και μας δείχνει την κατεύθυνση του επίκεντρού του.

nm

Μετά την ολοκλήρωση της μακέτας, συνεργαστήκαμε με το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Τους δώσαμε τα αρχικά πατρόν, και με τη βοήθεια του AutoCad τα μετέτρεψαν σε ψηφιακό σχέδιο. Ένα τεχνικό πρόβλημα, δυστυχώς, δεν μας έχει επιτρέψει μέχρι στιγμής να εκτυπώσουμε τα μέρη του σεισμογράφου στο 3D Printer Πανεπιστημίου.

Στον σύνδεσμο που ακολουθεί παρακολουθήστε την ταινία μας:

Το Karditsa Earthquake Project - Σχολεία εν Δράσει, με την ομάδα του Terraemotus Team, έχει ως στόχο την ενημέρωση και ευαισθητοποίηση των μαθητών και της κοινωνίας σχετικά με τα σωστά μέτρα πρόληψης σε περίπτωση σεισμού.

      Ο εκπαιδευτικός σεισμογράφος θα χρησιμοποιηθεί για την ενημέρωση και ευαισθητοποίηση όλων των μαθητών και καθηγητών του σχολείου μας, καθώς επίσης και της ευρύτερης σχολικής κοινότητας και της τοπικής κοινωνίας της Καρδίτσας.

     Αυτό θα επιτευχθεί με την παρουσίαση της κατασκευής στη σχολική μονάδα  του 1ου ΕΠΑΛ Καρδίτσας, όπου φοιτούν και οι μαθητές της Ομάδας, με παρουσιάσεις που θα πραγματοποιήσουμε στα δημοτικά και νηπιαγωγεία της πόλης, με την παρουσία μας στο 3ο Μαθητικό συνέδριο της Διεύθυνσης Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης Καρδίτσας με τίτλο ‘’Αυτό που μας ενώνει….’’, με τη συμμετοχή μας στην ετήσια έκθεση του Εργαστηριακού Κέντρου Καρδίτσας και στην έκθεση Φυσικών Επιστημών των σχολείων της πόλης. Παράλληλα θα γίνει κοινοποίηση των δράσεών μας στον έντυπο και ηλεκτρονικό τύπο της Θεσσαλίας, όπως για παράδειγμα https://www.pezodromio.gr/karditsaearthq/

Το Πρόγραμμά μας θα διοργανώσει και φέτος σε συνεργασία με την Διεύθυνση Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης Καρδίτσας τη Γενική Άσκηση Σεισμού για όλα τα σχολεία της πόλης της Καρδίτσας (νηπιαγωγεία, δημοτικά, γυμνάσια και λύκεια) την Τετάρτη 8 Απριλίου 2020.

     Επιπλέον, θα αναρτηθεί το σχετικό υλικό στη σελίδα του Facebook του προγράμματος και του σχολείου.

 

Σας παραθέτουμε μερικές φωτογραφίες από τις δράσεις διάχυσης του περσινού σεισμογράφου.

β α  π    ψo           u

f f

                                           s