TRAVAIL, ENERGIE, PUISSANCE
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16/04/17 NOM: PRENOM: DATE: EXAMEN DE PHYSIQUE : 1ère session Mai-Juin 2007 1ère année bachelier(ère) en ergothérapie 1) a) Un homme en fauteuil roulant est-il capable de gravir en 10 s et à vitesse constante une rampe de 12 m de long inclinée d'un angle de 3° avec l'horizontale si sa puissance est de 100 W ? Le coefficient de frottement de roulement entre les roues du fauteuil et la rampe est égal à 0,02 et la masse homme + fauteuil est égale à 150 kg. (Suggestion : partir de la deuxième loi de Newton) b) Quelles solutions pourrait-on apporter pour diminuer la force motrice nécessaire ? Quels en seraient les inconvénients éventuels ? 2) On désire soulever à vitesse constante sur une hauteur de 3 m une charge de 80 kg à l'aide d'un treuil dont le rayon du tambour est de 10 cm et l'avantage mécanique égal à 5. (en l'absence de frottements) a) Que vaut le rayon de la manivelle ? b) Quel est le travail de la force motrice nécessaire pour effectuer cette opération ? 3) Une personne de 75 kg fait de la rééducation en bassin. Si la densité du corps humain est de 0,95, a) Que vaut la poussée d’Archimède lorsque cette personne immergée d’un tiers dans la piscine ? b) Quel est le poids apparent dans ce cas ? 4) Le biceps est relié à l'épaule (omoplate) et au radius en un point situé à 5 cm du coude. Sa contraction fléchit le bras. Prenant la masse totale de la main et de l'avant-bras égale à 5,5 % de la masse totale du corps, calculer la force exercée par le biceps d'un homme de 70 kg, portant une sphère de 2 kg. F H : force exercée par l'humérus F B : force exercée par le biceps F P : poids de la main + avant-bras FB FH F Psphère : poids de la sphère FP F Psphère 5 cm 16 cm 34 cm D:\582685285.doc 16/04/17 5) Deux enfants sont en équilibre sur une balançoire de poids négligeable. Le premier enfant pèse 160 N. Il est assis à 1,5 m du point d'appui. Le second est assis à 2 m de l'autre côté par rapport au point d'appui. a) Quel est le poids du second enfant ? b) Comment appelle-t-on ce type de levier ? Pourquoi ? c) Quels sont les deux autres types de leviers ? (donner un exemple pour chacun) QUESTIONS SUR LE LABORATOIRE 1) Expliquer en détail le principe de la ventouse. 2) Pour un homme de 1,8 m, calculer la pression artérielle au niveau du cerveau si la pression au niveau des pieds est égale à 26,8 kPa. (sang = 1,0595.103 kg/m3) 3) Calculer la pression agissant sur un plongeur à une profondeur de 30 m dans la mer (eau = 1030 kg/m3) sous une pression atmosphérique de 101200 Pa. 4) Une personne ayant les mains humides (R = 1 k) empoigne deux conducteurs. a) Que vaut la différence de potentiel capable de produire un courant continu de 10 mA ? b) Pour la même résistance, quel est l'ordre de grandeur de la différence de potentiel qui causera très rapidement une fibrillation ventriculaire ? INDICATION Echelle I Courant continu : < 80 mA. Courant alternatif (50 Hz) : < 25 mA. Il n'y a pas d'effet cardiaque, mais une faible tétanisation des muscles respiratoires. Echelle II Courant continu : entre 80 mA et 300 mA. Courant alternatif (50 Hz) : entre 25 mA et 80 mA. Il y a, en général, arrêt cardiaque suivi soit de reprise des battements, soit de fibrillation ventriculaire (contraction anarchique des fibrilles du muscle cardiaque) si la durée est supérieure à 30 s. Echelle III Courant continu : entre 300 mA et 3 à 8 A. Courant alternatif (50 Hz) : entre 80 mA et 3 A. Si la durée de passage dépasse 0,1 à 0,3 s, la fibrillation ventriculaire est pratiquement constante. Echelle IV Courants de plus de 3 A. Il y a arrêt cardiaque et, si le passage dure, de graves brûlures peuvent apparaître. D:\582685285.doc
