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地震と火山の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校地学 地震と火山

地震のマグニチュード と、その地震で放出されるエネルギー 〔J〕の間には

の関係がある。ある地域で、マグニチュード の地震が合計 回起こった。これら 回の地震で放出されたエネルギーの合計と等しいエネルギーを 1 回で放出する地震のマグニチュードを求めよ。答えは整数で答えよ。ただし、 回の地震のマグニチュードはすべてちょうど とする。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(14 技能)
算数中学高校大学大学院

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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。

一覧で見る(前提が先)
  1. 分数のたし算・ひき算
  2. 小数の四則計算
  3. 正負の数の加法・減法
  4. 分数のかけ算・わり算
  5. 四則の混じった計算の順序
  6. 正負の数の乗除・累乗と四則混合
  7. 約数の見つけ方
  8. 素因数分解と約数の個数
  9. 平方根の意味と根号の簡単化
  10. 根号の乗除と加減
  11. 指数の拡張と指数関数
  12. マグニチュードとエネルギー
  13. 対数の定義と性質
  14. エネルギーの合計と等価なマグニチュード

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

技能「エネルギーの合計と等価なマグニチュード」を使う。まず 回分のエネルギーの合計を、 の値で表そう。

ヒント 2

と、対数の積の性質で分けられる。

ヒント 3

なので、合計のエネルギーの は になる。これを と等しいとおく。

答えと解説

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解説を読む

マグニチュード の地震 1 回で放出されるエネルギーを とすると、与えられた関係より

回分のエネルギーの合計 は なので、対数の積の性質より

このエネルギーを 1 回で放出する地震のマグニチュードを とすると


よって、求めるマグニチュードは である。

(参考: マグニチュードが 2 大きいとエネルギーは 1000 倍になるので、 と考えてもよい。)

別解

の地震 1 回のエネルギーを とすると 。1000 回の合計は なので 。求めるマグニチュードを とすると より 、。検算: のとき で一致する。したがって 7。

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