Laboratoires

Professeur : X.Renard
Physique appliquée
à l'Ergothérapie :
Laboratoires

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CONSIGNES POUR LES LABORATOIRES
Pour chaque laboratoire, munissez-vous d'une calculatrice, des notes de laboratoire, de la partie concernée du
cours théorique et de tout le matériel nécessaire pour prendre des notes et tracer des schémas.
 Pour le laboratoire 1 (statique des fluides), il est nécessaire de relire les notes de cours avant le laboratoire
et de résoudre les exercices 27, 28, 31, 33 et 34 (voir exercices supplémentaires).
 Pour le laboratoire 2 (mécanique et électricité), vous devez relire le chapitre du cours concernant les lois
de Newton et résoudre les exercices 1 et 3 (voir exercices supplémentaires).
 Pour le laboratoire 3, vous devez prendre le cours théorique et les exercices supplémentaires.
Vous devrez également vous munir d'un jouet à piles (à prendre !!) avec bouton ON-OFF qui bouge ou
éventuellement qui fait du bruit. Un jouet par groupe est suffisant. (Renseignez-vous auprès des anciens
étudiants, on en trouve déjà à environ 5 €)
Exemples : une voiture (pas téléguidée !), un camion, un bateau, une peluche, voire même un objet du style
père Noël, ou plus spécial encore ...
(Quelques photos de jouets qui pourraient convenir se trouvent à la fin de ces notes)
RAPPORTS DE LABORATOIRES
Vous devrez rendre 3 rapports de laboratoires environ deux semaines après la fin de chacun de ceux-ci (la date
de remise sera fixée le jour du laboratoire).
Un seul rapport par groupe (de 2 ou 3 étudiants) est suffisant mais libre à vous de rendre un rapport personnel.
Aucun retard ne sera accepté !
Caractéristiques du rapport
 Un rapport doit comporter un titre et la date ainsi que le nom, la section et le groupe de chacun des
étudiants.
 Il peut être tapé à l'ordinateur mais ce n'est pas obligatoire.
 La présentation doit être particulièrement soignée (+ orthographe).
 Il peut comporter des photos, mais de nouveau ce n'est pas obligatoire, des schémas ou dessins soignés
étant suffisants.
 Pour chaque expérience, vous devez indiquer le matériel utilisé.
 Décrivez l'expérience réalisée et ajoutez autant que possible des schémas.
 Si vous effectuez des calculs, n'oubliez pas d'indiquer les unités de chaque grandeur.
 L'expérience et les résultats ayant été décrits, il faut impérativement interpréter ces résultats et conclure.

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LABORATOIRE 1 : STATIQUE DES FLUIDES
1. PRESSION DANS LES FLUIDES
1) Application directe : comment calculer la pression à une certaine profondeur dans la mer ?
Que représente dans ce cas P0 ?
2) Effet d'un changement de liquide : que devient la pression à la même profondeur dans un lac ?
3) Effet de g : calculez la pression à une certaine profondeur dans un flacon de mercure
1° sur la Terre.
2° dans un abri pressurisé sur la Lune.
3° sur la Lune, mais hors abri.
4) Extension aux gaz : dans le cas de l'atmosphère,
Que vaut la pression atmosphérique normale exprimée en Pa ? en kgf/cm² ? en atm ? en mmHg ? en bars ?
en m d'H2O ?
Comment calculer le poids de l'air que vous portez sur la tête ?
Décrire le principe de la ventouse.
5) Les poumons
Le rôle des poumons est d’effectuer les échanges gazeux du système. Ce mécanisme fonctionne via une
différence de pression entre la pression à l’intérieur et à l’extérieur des poumons.
La pression à l’intérieur des poumons dépend du volume de chaque poumon.
Puisque la pression tend toujours à s’équilibrer, il y aura échange gazeux du milieu à haute pression vers le
milieu à basse pression.
Schéma détaillé des poumons
Plèvre viscérale : Membrane qui entoure le tissu pulmonaire.
Plèvre pariétale : Membrane qui entoure la plèvre viscérale.
Cavité pleurale : Cavité à pression relative négative empêchant
l’affaissement des tissus pulmonaires et contrôlant le volume du
poumon.
Diaphragme : Muscle qui augmente ou diminue le volume de
la cavité pleurale.
Cage thoracique : Augmente ou diminue le volume de la cavité
pleurale via les muscles respiratoires.
P = Po + gh

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Principe de fonctionnement des poumons
Au repos
La pression relative à l'intérieur des poumons est de 0 mm Hg (pression atmosphérique de 760 mm Hg).
La cavité pleurale est à une pression relative de – 4 mm Hg (soit une pression totale de 756 mm Hg).
Poumons en inspiration normale
Le diaphragme et les muscles de la cage thoracique tirent sur la plèvre pariétale, provoquant une baisse de la
pression relative à l'intérieur de la cavité pleurale (de -4 à -6 mm Hg). Il s'ensuit une hausse du volume des
poumons et par conséquent une baisse de la pression relative à l'intérieur des poumons (de 0 mm Hg à -1 mm
Hg).
La pression est plus faible à l'intérieur qu'à l'extérieur des poumons. L'air extérieur entre donc dans les poumons
jusqu'à ce que la pression relative à l'intérieur des poumons soit égale à 0 mm Hg (Ppoumons = Pextérieure).
Poumons en expiration normale
Le diaphragme et les muscles de la cage thoracique poussent sur la plèvre pariétale, provoquant une hausse de la
pression relative à l'intérieur de la cavité pleurale (de -6 à -2 mm Hg).. Il s'ensuit une baisse du volume des
poumons et par conséquent une hausse de la pression relative à l'intérieur des poumons (de 0 mm Hg à +1 mm
Hg).
La pression est plus élevée à l'intérieur qu'à l'extérieur des poumons. L'air sort des poumons jusqu'à ce que la
pression relative à l'intérieur des poumons soit égale à 0 mm Hg (Ppoumons = Pextérieure).
Intérieur des
poumons
Cavité
pleurale
-4 mm Hg
0 mm Hg
0 mm Hg
repos
-6 mm Hg
-1 mm Hg
0 mm Hg
inspiration
-2 mm Hg
+1 mm Hg
0 mm Hg
expiration

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2. APPLICATION AU SYSTEME CIRCULATOIRE.
En supposant que statique des fluides puisse être appliquée sans restriction,
1) Calculer la pression artérielle en pascals au niveau du cœur sachant que la pression moyenne du sang est de
100 mm Hg (120 mm Hg en en systole et 80 mm Hg en diastole).
(sang = 1,0595.103 kg/m³)
2) Comparer la pression artérielle en pascals et en mm Hg au niveau du cœur, de la tête et des pieds :
1° en station debout.
2° en position couchée.
3° en cas de "poirier".
Lors de la mesure de la pression artérielle avec un sphygmomanomètre, pourquoi mesure-t-on généralement
dans le haut du bras ?
3) Que se passe-t-il en cas d'une chute de tension ?
4) Quel est l'intérêt de "l'effet naturel" ou du "réflexe naturel" ?
5) Que faire ("action mécanique") pour améliorer l'état du malade ?
6) Expliquez le rôle des valves dans les veines des jambes.
Exercices
1) Lors d'une transfusion sanguine, on place une perfusion à 1 m au-dessus d'une veine dont la pression interne
est égale à 2 mm Hg (en plus de la pression atmosphérique !). Que vaut la pression effective (en mm Hg)
agissant lors du transfert du sang dans la veine ? (sang = 1,0595.103 kg/m²)
(Rép. : 76 mm Hg)
2) Le phénomène de succion est souvent utilisé pour effectuer le drainage de cavités du corps humain (par
exemple, le liquide aspiré peut être du sang, de l'urine, de la bile ou encore du liquide digestif). Pour ce faire,
supposons que l'on utilise une bouteille reliée à un tube et suspendue à une hauteur de 37 cm au-dessus de la
fin de ce tube placé dans le corps. Pour permettre le drainage, on produit dans la bouteille une pression
inférieure de 100 mm Hg à la pression atmosphérique (on peut dire qu'on produit une pression "négative" de
100 mm Hg).
Calculer la pression effective agissant dans la partie inférieure du tube. (on prendra un liquide de densité
égale à 1)
(Rép. : 72,8 mm Hg)