中学理科の初期微動継続時間「計算問題でライバルに差をつける」

初期微動継続時間理科超攻略法

この記事では現役の中学理科の教員が地震の「P波とS波」を丁寧に解説します。

たく先生
たく先生

現役の教員である僕が、ズバリ教えます!

文系より理系が圧倒的に有利

文部科学省の令和元年度学校基本調査より

国内の大学の全学生のうち、私立大学の在籍数は約78%に上ります。

裏を返せば、国公立大学の学生の在籍数の割合は約22%となります。

次に、国公立大学の学部を詳しく見ていきましょう。国公立大学には全部で448学部があります。この448学部を学部数で並び替えると以下の表のとおりになります。
※トップ10のみ表示しています。

学部総数 国公立
1工学部11351
2教育学部9946
3医学部7941
4経済学部13931
5理学部4427
6農学部3526
7法学部10417
8理工学部4515
9文学部10513
10薬学部7813
※総数は国公立+私立

トップ10の学部の総数は280学部(教育学部は除く)です。全体の約62%に上ります。

その280学部中の171学部が理系の学部になります。トップ10のうち、約61%が理系なのです。

国立大学を目指すことを考えると、理系が圧倒的に有利です。
※余談ですが、私立大学も理系の数が多いです。

大学卒業後のことにも触れます。理系は「専門的分野を学んできたため、専門職への就職に強い」という側面があります。

実際、僕の友人たちも所属する研究室からの推薦で就職先が決定するケースが多かったです。「理系の大学生の方が就職に有利」という実情は見過ごせません。

理系の肝となる教科は当然『理科』です。

理科が苦手だから文系というのは、非常に勿体ないです。

小学校の頃に好きだった理科。中学校でつまずく前に、対処しましょう!

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中学1年生理科の苦手ポイント

僕の教員生活18年の経験に基づく、中学1年生の苦手ポイントは以下の通りです。

1分野

【物理】
・光の屈折
・焦点の計算(光学台の実験)
・圧力の計算
・水圧、浮力

【化学】
・質量パーセント濃度の計算
・溶解度
・融点・沸点(状態変化)
・密度の計算

2分野

【生物】
※暗記が多いのでなんとかできる生徒が多い

【地学】
柱状図、地層の比較
地震の計算

今回はこの中から、「地震(P波とS波)の計算」をテーマに解説を行います!

例題

地震問題2-1

上の図はある地震の震源からの距離と、P波とS波の到達時刻の関係を示したものです。
これについて、次の問いに答えなさい。

P波とS波の速さはそれぞれ何㎞/sですか。

P波について図を使って解説します。

地震解説1

横軸から20秒(10時23分10秒~10時23分30秒)、縦軸から120㎞という数値が分かります。

120㎞を20秒で進んだということなので、120㎞÷20秒=6㎞/sです。

S波は90㎞を30秒で進んだことが分かります。したがって3㎞/sです。

P波のPはプライマリー(始まり)から来ています。S波のSはセカンド(2番目)から来ているので、P波よりS波の方が早くなることは絶対にありません。

この地震の発生時刻を答えなさい。

下の図を見れば一目瞭然です。

地震解説2

地震の発生時刻はP波とS波のスタートした時間です。

ということは、グラフの青い矢印が地震の発生時間です。

つまり、答えは10時23分10秒となります。

震源から120㎞離れた地点で初期微動が始まる時刻を答えなさい。

この問題も図を見れば簡単です。

地震解説3

120km地点にP波が到着した時刻が初期微動時間が始まる時間です。

図のオレンジ色のラインに注目して答えましょう。

10時23分30秒です。

ちなみに、120㎞地点で主要動が始まる時刻は10時23分50秒ですね。

初期微動が40秒間続いた地点は、震源から何㎞離れていますか。

地震解説4

正直、ここからが本番です。

まず、図における初期微動継続時間はどこが示せるかが大事です。

初期微動継続時間はP-S時間が別名であるように、P波が到着してからS波が到着するまでの時間です。

ということは、P波とS波の間の部分(赤い矢印)の部分です。

あとは、情報を抜き出して整理すれば解けます。

・初期微動継続時間が20秒間・・・120㎞の地点

・初期微動継続時間が40秒間・・・不明

初期微動継続時間は震源距離に比例します。

40秒は20秒の2倍ですから、震源距離も120㎞の2倍で240㎞です。

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問題

地震問題2-2

上の図はある地震の震源からの距離と、P波とS波の到達時刻の関係を示したものです。
これについて、次の問いに答えなさい。

(1)この地震の発生時刻を答えなさい。

(2)震源から80㎞離れた地点で主要動が始まる時刻を答えなさい。

(3)初期微動が25秒続いた地点は、震源から何㎞離れていますか。

【問題の答え】

(1)9時15分5秒
(2)9時15分25秒
(3)200km

地震(P波とS波)の計算【問題攻略のポイント】

大前提として、「初期微動継続時間は震源距離に比例する」を忘れてはいけません。

P波とS波の速度が違うことが比例関係を生み出すわけです。

図の意味を正しく理解することが重要です。

図はいろいろな方法でアレンジされるので、丸暗記では点数が伸びないので要注意です。

理科って難しくないです。得意科目にしちゃいましょう!!

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