Cours

THEME 2 LA CIRCULATION SANGUINE
1. Masse volumique.
Un objet aluminium a une masse m = 8,1 kg. La masse volumique vaut  = 2,7 S.I.
1.1. Quelle est la définition de la masse volumique  ? Quelle est son unité ?
1.2. Quel est le volume V de cet objet ?
2. Notion de pression
2.1. Calculer la valeur p du poids de l’objet précédent. On prendra g = 10 N.kg-1.
2.2. Recopier le schéma, puis représenter au point G le poids p de l’objet en utilisant l’échelle 1 cm pour 50 N.
2.3. Donner l’expression de la pression P exercée par une force F s’exerçant perpendiculairement sur une surface S. Indiquer les unités
de chacun des termes employés.
2.4. Cet objet repose sur le sol horizontal par une face dont la surface est S = 75 cm2. Quelle est la pression P qui s’exerce sur le sol ?
Donnée: 1 cm² = 10-4 m².
2.5. On pose maintenant l’objet sur une autre surface S’ double de S. Quelle est la nouvelle valeur de la pression P’ sur le sol ?
3. Relation fondamentale de la statique des fluides.
3.1. Rappeler la relation de la statique des fluides qui établit la relation entre la différence de pression entre deux points A et B d’un
liquide au repos.
3.2. Montrer que la valeur de la différence de pression P = PB - PA entre les deux points B et A est P = 100 940 Pa dans le cas où la
profondeur h est telle que h = 10 m. On donne eau salée = 1,03 x 103 SI.
3.3. Déduire de la question précédente et de la valeur de PA = 1,013 x 105 Pa, que la valeur de la pression PB au point B est
PB = 2,04 x 105 Pa.
3.4. Sans effectuer de calcul, donner la valeur de la pression PC au point C situé sur la même horizontale que le point B. Justifier la
réponse.
3.5. Comment doit-on placer le point E par rapport au point B pour que l’on ait PB > PE ?
3.6. Un plongeur en apnée à la profondeur h = 10 m. Chacun de ses tympans a une surface d’aire S = 0,6 cm².
Calculer l’intensité de la force pressante F qui s’exerce sur la face externe de chaque tympan (1 cm² = 1 x 10-4 m²)
4. Tension artérielle
Un médecin prend en charge un patient dont il mesure la tension artérielle. Il lit une tension
maximale de 11 cm de mercure
4.1. Qu’appelle-t-on tension artérielle ?
4.2. Convertir la tension artérielle maximale du patient en pascals, sachant 1 cm de mercure
correspond à 1 333 Pa.
4.3. Vérifier, en posant le calcul, que la pression maximale du sang dans les artères est d’environ de 1,16 x 105 Pa. Donnée pAtmosphérique = 101 300 Pa.
4.4. La tension artérielle mesurée au niveau du mollet d’un patient debout aurait-elle la même
valeur que celle mesurée au bras ? Justifier votre réponse.
COMMENT MESURER LA PRESSION ARTERIELLE ?
Pour prendre la tension avec un tensiomètre manuel, il faut bien-sur un tensiomètre
manopoire ou manobrassard et un stéthoscope qui permettra d’entendre les battements cardiaques et de distinguer la mesure systolique et la mesure diastolique lors
de la décompression du brassard.
Positionner le brassard du tensiomètre manuel autour du biceps afin que la tubulure
soit dans l’axe de l’artère humérale et à environ 2 cm du pli du coude.
Gonfler le brassard jusqu’à la disparition du pouls puis regonfler environ 30 mmHg
de plus.
Dégonfler le brassard lentement et de manière linéaire à l’aide de la mollette de
décompression.
A l’aide du stéthoscope, 5 phases d’écoute selon la méthode auscultatoire (ou méthode de KOROTKOFF) sont nécessaires pour
définir les mesures systoliques et diastoliques :
Phase 1 : perception pour la première fois de 2 bruits consécutifs : Valeur de la systole.
Phase 2 : bruits prolongés et doux
Phase 3 : bruits brefs et renforcés
Phase 4 : bruits doux et assourdis
Phase 5 : disparition des bruits : Valeur de la diastole.
5. Application médicale: la perfusion.
La poche contenant la solution à perfuser est placée à une hauteur h au-dessus du bras du malade.
Le niveau du liquide à perfuser est horizontal et à la pression atmosphérique Patm = 101 300 Pa.
On considère un point A à la surface de ce liquide. On a donc Patm = PA.
Un cathéter est placé dans le bras du patient en un point B où la pression vaut PB = 111 300 Pa.
La poche contient un volume V = 100 mL de solution à perfuser de masse volumique  = 1 000 g/L
5.1. Calculer la différence de pression p entre les points A et B.
5.2. Rappeler la relation de la statique des fluides qui établit la relation entre la différence de pression
entre deux points A et B d’un liquide au repos.
5.3. Calculer la dénivellation h entre les deux points A et B.
6. Ecoulement d’un liquide.
La solution à perfuser a un débit D constant égal à 1,4 x 10-6 S.I.
6.1. Parmi les réponses suivantes, recopier celle qui correspond à l’unité S.I. du débit volumique D
Réponse a: m3.min-1
Réponse b: L.h-1
Réponse c m3.s-1.
6.2. Quels sont les deux régimes d’écoulement que vous connaissez ? Quelles sont leurs particularités ?
6.3. Donner la relation liant le débit D, le volume V et le temps d’écoulement t. Préciser les unités à utiliser pour exprimer V et t.
6.4. Calculer la durée nécessaire pour viser la poche de solution de volume V = 100 mL. Donnée 1 mL = 10-6 m3.
6.5. Donner la relation qui lie le débit D à la vitesse v du liquide à perfuser et la section S du tuyau.
6.6. La vitesse moyenne d’écoulement du liquide est v = 1,0 x 10-2 m.s-1. Caluler la section S du tuyau. L’exprimer en mm2
Donnée 1 mm² = 10-6 m²
6.7. La différence de pression entre les deux extrémités du tuyau de perfusion vaut P = 104 Pa. En déduire la résitance hydraulique de
ce tuyau.
Petit exercice pour s’entraîner:
Le jeu de la pêche aux canards, consiste à attraper à l’aide d’une canne munie à son extrémité d’un crochet, un canard en plastique
placé à la surface de l’eau. Cette eau est mise en mouvement à l’aide d’une pompe électrique. Le bassin a une longueur de 3,0
mètres et les canards mettent 50 s pour aller d’une extrémité à l’autre.
a°) Montrer que la vitesse de déplacement notéee v de chaque canard est égale à 0,060 m/s.
b°) La section droite du flux d’eau a pour valeur S = 0,040 m². Montrer que la valeur du débit volumique de l’eau est
D = 2,4 x 10-3 m3.s-1.
c°) Le jeu dure 3 minutes. Déterminer le volume V d’eau qui s’est écoulé pendant cette durée.