Nom : Prénom : Sur le doc. ci–dessous, vous trouverez deux

Nom :
Prénom :
Devoir Surveillé (DS) de Physique Chimie n°5
CALCULATRICE AUTORISEE
Exercice A : Electrocardiogramme
/10,5
2NDE
C
APP
ANA
C
REA
20
VAL
COM
Sur le doc. ci–dessous, vous trouverez deux courbes de l’électrocardiogramme d’un sportif.
Amplitude (mV)
100
50
0
t (en ms)
– 50
0
300
600
900
1200 1500 1800 2100 2400 2700
A.1. Donner la définition d’une période T. Quelle est l’unité de T et le symbole de l’unité ?
A.2. Donner la définition de la fréquence f. Quelle est l’unité de f et le symbole de l’unité ?
A.3. Que mesure un électrocardiogramme ?
A.4. Noter sur une des 2 courbes (celle que vous voulez) la période T.
Mesurer précisément cette période sur l’autre courbe (en notant vos calculs).
A.5. Calculer la fréquence de ce cœur.
A.6. Si un patient a une fréquence cardiaque de 1,2 Hz, quelle est la pulsation (en battement par
minute) du cœur ?
C1
****
****
C1
****
C1
**
C1
**
C2
**
A.7. Mesurer l’amplitude maximum Umax de la courbe du bas.
Exercice B : L’échographie
C1
****
****
COM1
**
REA4
COM1
**
**
REA8 COM1
**
**
COM1
**
REA4
**
COM1
**
/ 9,5
La figure ci–contre présente une sonde
échographique qui émet des ondes en salve
(Une tumeur par exemple)
et qui enregistre les échos renvoyés par la
surface de séparation des différents
milieux à l’intérieur du corps.
Les ondes partent de la sonde et sont réfléchis
par la peau (point A), par le début de la structure
explorée (point B) et par la fin de la structure
10,0 µs
1 division correspond à une durée de 10,0 µs
explorée (point C).
Dans le corps humain, ces ondes ont une vitesse de propagation de v = 1,5.103 m.s–1.
B.1. Quelles sont les ondes utilisées en échographie ?
B.2. Les ondes utilisées en échographie ont une fréquence comprises entre 2 MHz et 15 MHz.
Calculer l’intervalle de périodes des ondes utilisées (en µs).
B.3. Une être humain peut–il entendre ces ondes ? Pourquoi ?
C2
****
C2
**
C1
***
B.4. Déterminer la durée t qui s’écoule entre la réception des échos issus de B et de C.
B.5. Exprimer et calculer la largeur d de la structure explorée ?
B.6. Dans le vide, quelle est la vitesse de propagation de ces ondes ?
FICHE BILAN du DS 5
C1
****
C1
****
REA7 REA8 COM1
**
**
**
**
COM2
***
COM1
****
REA7 REA8 COM1
**
**
**
Niveau de maitrise des capacités
Bilan de l’évaluation : Ma note : …………
Moyenne de la classe : …………
Note la plus basse : ………… Note la plus élevée : …………
Niveau de maîtrise des capacités évaluées : Note sur 20
N°
Capacité évaluée
Pts obtenus Notation Acquis si
Acquis
C1
≥ 4,25
OUI – NON
8,75
Restituer et s'approprier les connaissances exigibles du cours.
C2
≥ 1,75
OUI – NON
Savoir mobiliser ses connaissances
2,0
REA4 Effectuer des mesures avec précision
≥ 1,0
OUI – NON
1,0
REA7 Exploiter une relation
=
0,75
OUI – NON
1,0
REA8 Convertir des unités
≥ 1,75
OUI – NON
2,0
COM1 Présenter correctement un résultat
≥ 3,0
OUI – NON
4,5
COM2 S’exprimer correctement à l’écrit
= 0,75
OUI – NON
0,75
Reporter les capacités acquises et non acquises sur la grille de capacités.
Correction Devoir Surveillé (DS) de Physique Chimie n°5
Exercice A : Electrocardiogramme
/2+2+1+2+1,5+1+1 = 10,5
A.1. La période T est la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit identique à lui-même. L’unité est
la seconde (s).
A.2. La fréquence f est le nombre de période en une seconde. L’unité est le Hertz (Hz).
A.3. Un électrocardiogramme mesure les tensions électriques au niveau du cœur.
7,5 x 300
A.4. 3T mesure 7,5 carreaux donc 3T = 7,5 x 300  T =
= 750 ms
3
(2CS)
Amplitude (mV)
100
T
50
0
3T
– 50
0
A.5. f =
300
1
1
=
= 1,33 Hz
T 0,750
600
900
t (en ms)
1200 1500 1800 2100 2400 2700
car 750 ms = 0,750 s = 750.10–3 s
(avec 3 CS)
A.6. 1,2 Hz correspond à 1,2 battement par s donc en une minute (en 60 s), il y a 1,2 x 60 = 72 battements
A.7. Umax = 60 mV
Exercice B : Echographie
/1+2,5+1,5+1+2,5+1 = 9,5
B.1. Les ondes utilisées en échographie sont des ultrasons (de fréquence comprise entre 2 MHz et 15 MHz).
B.2. La fréquence est entre 2 MHz et 13 MHz soit entre 2.10 6 Hz et 15.106 Hz
1
1
1
1
f= =
= 5,0.10–7 s = 0,50 µs
et
f= =
= 6,7.10–8 s = 0,067 µs
T 2.106
T 15.106
La période est entre 0,077 µs et 0,50 µs
B.3. Un être humain entend les fréquences sonores entre 20 Hz et 20 kHz = 20.103 Hz. Ici la fréquence minimale
des ultrasons utilisés en échographie est de 2 MHz = 2.106 Hz donc cette fréquence est très supérieure à 20
kHz. Les êtres humains ne peuvent pas entendre ces ondes.
B.4. 3,0 divisions séparent l’écho issu de B et l’écho issu de C donc t = 3,0 x 10,0 = 30 µs
B.5. Pendant la durée t, l’onde a parcouru la distance la distance BCB soit 2d (la durée t est la durée aller–retour).
On a donc v =
2.d
t

2.d = v.t
d=
v.t
2
avec v en m.s et t en s
-1
t = 30 µs = 30.10–6 s = 3,0.10–5 s
Ainsi d =
1,5.103x3,00.10–5
= 0,023 m = 2,3.10–2m = 2,3 cm
2
(2 CS)
B.6. Dans le vide, le son (et les ultrasons) ne se propage pas donc la vitesse de propagation n’existe pas.