Correction DS4 2016-2017

Correction du Devoir surveillé n°4
COMMUNIQUER (évalué tout au long du devoir)
Exercice 1 Connaissez-vous votre cours ? (5 points)
Énoncé A B C
Bonne(s)
réponse(s)
Le signal
électrique
représenté
correspond à
une onde
sonore :
Ce signal n’est pas
périodique
La période de ce
signal est de
l’ordre de
0,8×10
-3
s
La fréquence de
ce signal est de
l’ordre de 1,25 Hz
B
Sur cet
enregistrement
lors d’un examen
cardiaque
(personne au
repos) :
La période est de
l’ordre de 1 s
La fréquence
cardiaque est de
l’ordre de 60
battements par
minute
La période est de
l’ordre de 1 Hz
A, B
Sur l’enregistrement précédent, la
tension minimale est de : +0,010 V -10V -10 mV
C
La personne dont l’enregistrement est
représenté ci-dessus, fait un nouvel
examen après un effort physique.
L’espace entre 2
pics consécutifs
augmente
La fréquence
cardiaque
augmente
La période du
signal augmente
B
La valeur de la vitesse du son dans l’air
est de l’ordre de 340 m/s 3,40×10
2
m/s 1540 m/s
A, B
Quelle est l’ordre de grandeur de la
vitesse des ultrasons dans l’air ? 1540 m/s 3,00×10
8
m/s 340 m/s
C
Les ondes électromagnétiques : Se propagent dans
l’air à 3,00×10
8
m/s
Ne se propagent
pas dans le vide
Se propagent
dans l’eau à
300000 km/s
A
L’image ci-
contre est une
radiographie
de la cage
thoracique
Ce diagnostic utilise
des ondes
ultrasonores
Ce diagnostic
utilise des ondes
électromagnétiqu
es visibles par
l’œil humain
Ce diagnostic
utilise des ondes
électromagnétiqu
es du domaine
des rayons X
C
Exercice 2 En avoir le cœur net (5 points)
2. Un phénomène périodique est un phénomène qui se reproduit identique à lui-même à
intervalles de temps réguliers. Cet intervalle de temps s’appelle une période. Elle se note
T et s’exprime en seconde.
3. 10 petits carreaux
correspondent à 200 ms.
La période T s’étale sur 48
petits carreaux.
La période T vaut donc :
200 48
T =
10
= 960 0,960
ms s
×
=
4. La fréquence se déduit de la période par la formule :
1
f(Hz) = T(s)
1
= =1,04 Hz
0,960
5. La fréquence cardiaque est obtenue par la formule f
c
= 60 × f
Ici la fréquence cardiaque vaut donc f
c
= 60 × 1,04 = 62 pulsations/min
6. La fréquence cardiaque au repos varient selon l'âge. Pour un adolescent ou un adulte en
bonne santé, elle vaut en moyenne (70 ± 10) pulsations/min au repos.
Lors d’un effort physique, la fréquence cardiaque augmente. En cas d’effort physique
intense juste avant l’enregistrement, la fréquence cardiaque serait supérieure à 100
pulsations/min. Votre ami a donc menti (sauf s’il est très sportif et récupère très bien).
/ 1,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 1
/ 1
/ 1
/ 1
/ 1

Exercice 3 Pouvez-vous aider un cardiologue distrait ? (4 points)
7. Pour pouvoir répondre, il
nous faut connaître la
période. On en déduira la
fréquence et la fréquence
cardiaque.
Déterminons la période du signal :
4 T correspond à 18 grands carreaux soit : 4 T = 18 × 0,10 = 1,8 s. D’où T = 1,8 / 4 = 0,45 s
→ Cet ECG n’est donc pas celui d’Abel Auboisdormant puisque la période de ses battements de
cœur est de 2,2 s
→ La fréquence du signal est f = 1/T = 1/0,45 = 2,2 Hz. Cet ECG n’est pas celui de Kim Honeaux dont
le cœur bat à la fréquence moyenne de 0,90 Hz.
→ La fréquence cardiaque est f
c
= 60×f=60/T = 60/0,45 = 133 battements/min. Cet ECG est donc
celui d’Alain Terrieur.
Compétence Réponse attendue A B C D
ANALYSER Démarche s’appuyant sur la détermination de la période, de la fréquence et de
la fréquence cardiaque
RÉALISER Mesures graphiques et calculs correctement menés
VALDER La rédaction fait apparaître une maîtrise satisfaisante des compétences
langagières de base et du vocabulaire scientifique.
/4
Exercice 4 Exploration sous-marine (4,5 points)
8. Un sonar utilise des ondes ultrasonores.
9. Les chauves-souris et les dauphins utilisent ce système de sonar pour repérer des
obstacles.
10. Dans l'air, qui est un milieu moins dense que l'eau, les ultrasons, comme les sons, se
déplacent moins vite que dans l'eau.
11. La technique d'échographie utilise les ultrasons.
12. Le signal met 0,53 s pour parcourir un aller-retour entre le bateau et le fond marin.
Calculons la distance parcourue par l'onde en 0,53 s :
d = v × ∆t = 1500 m.s
-1
×0,53 s = 795 m,
Cette distance étant celle d'un aller-retour, le fond marin se situe à 795/2=398 m.
BILAN DE COMPETENCES
A B C D
Connaître
S’approprier
Analyser
Réaliser
Valider
Communiquer
4 T
/ 1
/ 0,5
/ 0,5
/ 0,5
/ 2