무료 체험 지진파 삼각측량 — 진앙을 찾아라!
지구과학 · 고1-고2

지진파 삼각측량 — 진앙을 찾아라!

D = VpVs/(Vp−Vs)·Δt

P파와 S파의 속도 차이를 이용해 PS시를 계산하고, 3개 관측소의 삼각측량으로 진앙의 위치를 결정합니다. 지진파의 전파 원리와 지구 내부 구조를 탐구합니다.

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학습 목표

  1. P파(종파)와 S파(횡파)의 차이를 설명할 수 있다
  2. PS시를 이용하여 진원 거리를 계산할 수 있다
  3. 삼각측량 원리를 이해하고 진앙을 결정할 수 있다
  4. 지진파를 통해 지구 내부 구조(불연속면)를 추론할 수 있다

실험 변인

독립변인PS시 (0–100)
종속변인진원 거리km (0–500)
통제변인P파 속도km/s = 8
통제변인S파 속도km/s = 4.5

사전학습 자료

지진파란?

지진파는 지진이 발생할 때 방출되는 에너지가 파동의 형태로 전파되는 것입니다.

실체파는 지구 내부를 통과하는 파동으로, P파(종파)와 S파(횡파)가 있습니다.

P파: 진행 방향과 같은 방향으로 진동 (압축·팽창), 빠르다 (~8km/s) S파: 진행 방향과 수직으로 진동, 느리다 (~4.5km/s), 액체를 통과하지 못함

PS시와 진원 거리

P파가 S파보다 빠르므로 항상 먼저 도착합니다.

PS시(Δt) = S파 도착 시간 − P파 도착 시간

진원 거리가 멀수록 PS시가 길어집니다.

D = Vp × Vs / (Vp − Vs) × Δt

이 공식으로 각 관측소에서 진앙까지의 거리를 구합니다.

삼각측량

하나의 관측소만으로는 거리만 알 수 있고 방향은 알 수 없습니다.

2개 관측소: 원의 교점 2개 → 후보 2곳 3개 관측소: 3개 원의 공통 교점 → 진앙 결정

이것이 삼각측량(trilateration)의 원리입니다.

실험 절차

  1. 지진파(P파·S파)의 특성과 전파 원리를 학습한다
  2. 3개 관측소에서 P파·S파 도착 시간을 기록한다기록: P파 도착(s), S파 도착(s)
  3. 각 관측소의 PS시(S파 도착 - P파 도착)를 계산한다기록: PS시(s)
  4. D = Vp×Vs/(Vp−Vs) × Δt 공식으로 진원 거리를 계산한다기록: 진원 거리(km)
  5. 지도 위에 각 관측소를 중심으로 진원 거리를 반지름으로 원을 그린다
  6. 3개 원의 교점으로 진앙의 위치를 결정한다

시뮬레이터 체험

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학습 확인 문제

Q1 P파와 S파 중 먼저 도착하는 것은?

정답: P파

P파(Primary)가 속도가 빠르므로 항상 먼저 도착합니다.

Q2 진앙을 결정하기 위해 최소 필요한 관측소 수는?

정답: 3개

2개의 원은 교점이 2개이므로 특정 불가. 3개의 원의 교점으로 진앙을 결정합니다.

Q3 PS시가 길수록 의미하는 것은?

정답: 진원 거리가 멀다

P파와 S파의 속도 차이 때문에, 거리가 멀수록 도착 시간차(PS시)가 커집니다.

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