地震のマグニチュード $M$ と地震のエネルギー $E$ の関係式が $log_{10}E - 6.3 = \frac{3}{2}(M-1)$ で与えられています。このとき、$E$ が6.3倍になると、$M$ が1増えるかどうかを問う問題です。

応用数学対数指数物理地震エネルギーマグニチュード数式処理
2025/4/13

1. 問題の内容

地震のマグニチュード MM と地震のエネルギー EE の関係式が log10E6.3=32(M1)log_{10}E - 6.3 = \frac{3}{2}(M-1) で与えられています。このとき、EE が6.3倍になると、MM が1増えるかどうかを問う問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた式を変形して、EEMM の関数として表します。
log10E6.3=32(M1)log_{10}E - 6.3 = \frac{3}{2}(M-1)
log10E=32(M1)+6.3log_{10}E = \frac{3}{2}(M-1) + 6.3
E=1032(M1)+6.3E = 10^{\frac{3}{2}(M-1) + 6.3}
次に、EE が6.3倍になったときの MM の変化を調べます。EE6.3E6.3E になったとき、MMMM' になったとすると、
6.3E=1032(M1)+6.36.3E = 10^{\frac{3}{2}(M'-1) + 6.3}
E=1032(M1)+6.3E = 10^{\frac{3}{2}(M-1) + 6.3} より、
6.3×1032(M1)+6.3=1032(M1)+6.36.3 \times 10^{\frac{3}{2}(M-1) + 6.3} = 10^{\frac{3}{2}(M'-1) + 6.3}
両辺の常用対数を取ると、
log106.3+32(M1)+6.3=32(M1)+6.3log_{10}6.3 + \frac{3}{2}(M-1) + 6.3 = \frac{3}{2}(M'-1) + 6.3
log106.3+32(M1)=32(M1)log_{10}6.3 + \frac{3}{2}(M-1) = \frac{3}{2}(M'-1)
32(M1)32(M1)=log106.3\frac{3}{2}(M'-1) - \frac{3}{2}(M-1) = log_{10}6.3
32(MM)=log106.3\frac{3}{2}(M'-M) = log_{10}6.3
MM=23log106.3M'-M = \frac{2}{3}log_{10}6.3
ここで、log106.30.7993log_{10}6.3 \approx 0.7993 なので、
MM23×0.79930.5329M'-M \approx \frac{2}{3} \times 0.7993 \approx 0.5329
したがって、EE が6.3倍になると、MM は約0.53増えます。

3. 最終的な答え

いいえ、EE が6.3倍になっても、MM は1増えません。MM は約0.53増えます。

「応用数学」の関連問題

理想気体の状態方程式 $pV = RT$ (1モル) が与えられている。定圧熱膨張率 $\beta = \frac{1}{V} \left( \frac{\partial V}{\partial T}...

偏微分熱力学状態方程式
2025/5/15

単振り子の周期 $T$ と糸の長さ $l$ を測定し、$T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$ の関係から重力加速度 $g$ を求めたい。$T$ の誤差が $\Delta T$、$l...

物理誤差解析微分力学
2025/5/15

問題は$\frac{(-6, 3)}{3\sqrt{5}}$を計算することです。これはベクトルをスカラーで割る操作です。

ベクトルスカラー倍ベクトルの演算有理化
2025/5/15

質量 $m [kg]$ のおもりを、軽い糸の両端AとBにつるした。糸ACと鉛直線のなす角が60°、糸BCと鉛直線のなす角が30°のとき、糸ACがおもりを引く力 $T_A [N]$ と、糸BCがおもりを...

力学力の釣り合いベクトル三角関数
2025/5/15

ばねの一端を天井に固定し、質量2.0kgのおもりAをつるすとばねの長さが0.38mになり、質量3.0kgのおもりBをつるすとばねの長さが0.45mになった。重力加速度の大きさを$9.8 m/s^2$と...

物理力学ばね連立方程式
2025/5/15

ビルの屋上から初速度 $v_0$ で小球を鉛直上方に投げ上げた運動について、以下の問いに答える問題です。 (1) 小球が最高点に達する時刻 $t_1$ を求める。 (2) 小球がビルの屋上に戻ってくる...

力学運動等加速度運動物理
2025/5/15

太郎君と花子さんが自由落下について会話しており、空欄ア、イ、ウを埋める問題です。

物理自由落下運動ルート
2025/5/15

(1) 一定の速さ $1.2 \text{ m/s}$ で進む自動車の4.0秒間の移動距離 $x$ を求める。 (2) 初速度 $3.0 \text{ m/s}$ で進む物体が、3.0秒後に $-1....

物理運動力学加速度フックの法則グラフ
2025/5/15

$x$軸上を運動する物体の位置$x$[m]と経過時間$t$[s]の関係を表すx-tグラフが与えられている。 (1) 0~2.0秒の間と、2.0~4.0秒の間の平均の速さ$\overline{v_{AB...

物理運動速度グラフ
2025/5/15

問題は2つの大問から構成されています。 **大問1**: - (1) 一定速度で進む自動車の移動距離を求める。 - (2) 等加速度運動する物体の平均の加速度を求める。 - (3) ばねの伸びを求める...

物理運動速度加速度力学
2025/5/15