H6.1 en 6.2 Inwendige van de aarde en Zwaartekrachtmetingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Hoofdstuk 6 paragraaf 1 en 2

6.1: Het inwendige van de aarde.

6.2: Zwaartekrachtmetingen

6.1

Het inwendige van de aarde

Lagen in de aarde

Lagen in de aarde

Er zijn meerdere manieren om de lagen te benoemen. 

Kijk je naar de samenstelling van de materialen, dan heeft de aarde maar 3 lagen. 

- Korst

- Mantel

- (Binnen en buiten)kern

Lithosfeer(licht en donker beige)

Dit is de buitenste laag van de aarde. 

Deze laag is vast. 

Het bovenste deel is de aardkorst.

Het onderste deel hoort bij de mantel.

Astenosfeer (Rood)

Deze laag is vloeibaar en door de hoge temperatuur makkelijk te vervormen. 

De lithosfeer drijft als het ware op deze laag. 

Hierdoor kunnen aardplaten schuiven. 

Rest van de mantel (Geel, roze, rood, licht beige)

De mantel is vast, maar wel nog te vervormen. 

Bestaat ook uit meerdere lagen. 

Buitenkern (Donkergrijs) 

Bestaat vooral uit ijzer en nikkel. 

Deze laag is vloeibaar. 

Door de stroming van ijzer en nikkel ontstaat het magneetveld van de aarde.

Binnenkern (Lichtgrijs)

Door de grote druk van buitenaf is het binnenste van de kern vast. 

Opbouw van de aarde

Kern is van ijzer

Hoe kan binnenkern vast zijn terwijl het daar heter is?

Convectie cellen in de mantel

warmte productie

radioactief 

 verval.

Aardbevingen

- Ontstaan door het schuiven van platen.

- Zoals in het filmpje te zien schuiven platen van elkaar of naar elkaar toe.

- Hier worden vaak grote krachten opgebouwd en ontstaat een grote spanning (vergelijk dit met een ver ingedrukte veer).

welke grootheid speelt een rol?

Hoe diep is het diepste gat dat gegraven is door de mens?

Geofysische methoden

Zwaartekrachtmeting en gravimetrie

De zwaartekracht en valversnelling zijn niet overal op aarde even groot. 

Dit is afhankelijk van de dichtheid van de gesteenten die in de grond zitten. 

Seismologie en seismiek

Seismologie: Meten aan trillingen in de aarde. 

Seismiek: Zelf trillingen opwekken om zo meer te weten te komen over de ondergrond. 

Magnetische metingen of magnetometrie

Gesteenten hebben verschillende magnetische eigenschappen, door aan magnetisme te meten is het mogelijk om gesteenten op te sporen. 

Elektrische weerstandsmeting

De weerstand van verschillende gesteenten is anders. 

Door een sterke spanningsbron met elektroden in de grond te zetten en op verschillende plekken de spanning te meten, kan dit iets zeggen over de bodem. 

Elektromagnetische methode

Hiermee kun je onderzoeken of er geleidende materialen in de bodem zitten. 

Door welke laag gaan de aardplaten verschuiven.

1. Lithosfeer
2. Asthenosfeer
3. Mantel
4. Buitenkern

Welke metalen zitten er in de kern?

1. Aluminium en Gallium
2. Zink en Lood
3. Nikkel en IJzer
4. Tin en Chroom

Toepassingen

Onderzoek naar aardbevingen. 

Voorspellen van vulkaanuitbarstingen.

6.2

Zwaartekrachtmetingen

Na deze les kan ik ...

... uitleggen wat de invloed van een grotere afstand tot de aardkern heeft op de valversnelling.

... uitleggen welke invloed de nabijheid van een grote massa heeft op de valversnelling. 

... de valversnelling corrigeren voor massa en afstand. 

De valversnelling, g

F​z​​=m⋅g

De valversnelling, g

F​z​​=m⋅g

g= 9.81 m/s2

De valversnelling, g wordt bepaald door de aantrekkingskracht van de aarde. Hoe zou de valversnelling veranderen als: 1. de massa van de aarde groter zou zijn en 2. je verder weg van de aarde zou zijn?

1. 1. g wordt groter 2. g wordt groter
2. 1.g wordt groter 2. g wordt kleiner
3. 1. g wordt kleiner 2. g wordt groter
4. 1. g wordt kleiner 2. g wordt kleiner

De valversnelling, g

g=​r​2​​​​G⋅M​​

G: gravitatieconstante = 6.67*10-11Nm2kg-2 

M: massa van het object dat een voorwerp aantrekt (de aarde) (kg)

r: de afstand van het voorwerp tot het massamiddelpunt van het object (m)

voorwerp

Object

De aarde is niet rond!

De aarde is niet rond!

de vervormingen zijn niet op schaal!

De aarde is niet rond!

r is niet overal constant, dus g ook niet

g=​r​2​​​​G⋅M​​

De aarde is niet rond!

1. Reliëf: gebergte, dalen, zeeën

2. Afplatting aarde

Op de evenaar is de valversnelling ... op de noordpool.

1. kleiner dan
2. even groot als
3. groter dan

De correctie op de zwaartekrachtversnelling

1. als resultaat van een grotere afstand

g=​r​2​​​​G⋅M​​

h

De correctie op de zwaartekrachtversnelling

1. als resultaat van een grotere afstand

g=​r​2​​​​G⋅M​​

δg​hoogte​​=−​R​​2⋅g​​⋅h=−0.3086⋅10​−5​​⋅h

δ

= "een kleine correctie op"

g= valversnelling op zeeniveau (m/s2)

R= straal aarde (m)

h= hoogte boven zeeniveau (m)

h

De correctie op de zwaartekrachtversnelling

2. als resultaat van de "extra massa" onder je

g=​r​2​​​​G⋅M​​

δg​B​​=0.1119⋅10​−5​​⋅h

extra massa

De correctie op de zwaartekrachtversnelling

g​meting​​=g​corr​​+δg​hoogte​​+δg​B​​

wat je meet      gecorrigeerde      correctie          correctie

                              valversnelling      hoogte              massa

Wat kun je zeggen over 1. en 2. als je in een diep dal staat?

g​B​​

g​hoogte​​

1. 1. is positief 2. is negatief
2. 1. is positief 2. is positief
3. 1. is negatief 2. is negatief
4. 1. is negatief 2. is positief

Na deze les kan ik ...

... uitleggen wat de invloed van een grotere afstand tot de aardkern heeft op de valversnelling.

... uitleggen welke invloed de nabijheid van een grote massa heeft op de valversnelling. 

... de valversnelling corrigeren voor massa en afstand. 

Ik heb de doelen behaald

😒🙁😐🙂😃