2 . Interrogation écrite. Durée : 1h. Exercice 3, Schémas de Physique

Télécharge 2 . Interrogation écrite. Durée : 1h. Exercice 3 et plus Schémas au format PDF de Physique sur Docsity uniquement! 1 Données : - 1 s = 10 -6 s - Vitesse de propagation des ondes émisespar la sonde dans le cerveau : v = 1500 m.s -1 On peut mesurer, par échographie, la taille du cerveau pour diagnostiquer une éventuelle tumeur qui en changerait les dimensions (dans ce cas, les deux hémisphères auraient une largeur différente). 2 nd8 . Interrogation écrite. Durée : 1h. Exercice n°1: Signaux périodiques en médecine. (6 points). Le document ci-dessous représente un électro-cardiogramme. 1) Pourquoi le signal est-il périodique ? 2) Calculer la période T des battements de ce coeur et l’exprimer en seconde. 3) Quelle est la fréquence f cardiaque mesurée ? 4) Quel est le rythme cardiaque exprimé en battements par minute ? 5) Quelle est l’amplitude Umax de ce signal ? Exercice 2: Le sonar. (8points). Un sonar utilise un émetteur-récepteur qui envoie de brèves impulsions d’ondes de fréquence 40 kHz. La vitesse de propagation de ces ondes dans l’eau de mer est égale à 1 500 m.s -1 . 1. Quelle est la nature des ondes utilisées par le sonar. Justifier. 2. Ce type d’onde se propagerait-il plus vite, moins vite ou à la même vitesse dans l’air ? Le sonar reçoit un signal réfléchi 0,53 s après l’émission. 3. A quelle distance se trouve-t-il de l’obstacle ? 4. Un banc de poissons peut-il être détecté par cette technique : a. La nuit ? b. Par temps de brouillard ? c. Derrière un gros rocher ? d. A plusieurs centaines de kilomètres de distance ? 5. Pour quelle technique de diagnostic médical un tel type d’onde est-il utilisé ? Exercice 3 : Echographie. (6 points). Une sonde envoie des ondes (voir schéma ci-dessous, qui n’est pas à l’échelle) et le détecteur reçoit 3 échos dont les durées entre l’émission et la réception sont : - Δt1 = 10 μs pour le signal P1, - Δt2 = 160 μs pour le signal P2, - Δt3 = 300 μs pour le signal P3. 1) En détaillant le raisonnement, déterminer la durée Δt mise par les ondes pour parcourir l’hémisphère gauche. En déduire la largeur L de cet hémisphère. 2) Mêmes questions pour l’hémisphère droit (ne donner que les résultats). 3) Que peut-on en conclure ? 2 2 nd 8. Correction. Exercice 1 :Signaux périodiques en médecine (5 points) 1) Le signal est périodique car un même motif se répète à intervalle de temps régulier. 2) Entre deux grands pics consécutifs on mesure 4,0 cm. Or 1,0 cm ↔ 200 ms donc T = 4,0 .200 = 800 ms = 0,800 s. 3) 4) La fréquence f indique le nombre de battements par seconde. Donc le rythme cardiaque en battements par minute est : 1,25 x 60 = 75 battements par minute. 5) Amplitude maximale, mesurée entre le niveau de référence et le haut d’un grand pic : on mesure 2,4 cm et comme 1,0 cm ↔ 10 mV on a : Umax = 2,4 . 10 = 24 mV. Exercice 2: Sonar. (5,5 points) 1. Les ondes utilisées par le sonar sont des ondes sonores (type mécanique), ce sont des ondes ultrasonores. 2. Ce type d’onde se propagerait moins vite dans l’air. 3. La distance à laquelle se trouve l’obstacle se déduit de la formule suivante : V = d / t donc d = v x t avec t : durée d’un aller = 0,53 / 2. Donc d = 1 500 x 0,53 / 2 = 398 m 4. Un banc de poissons peut-il être détecté par cette technique : a. La nuit ? Oui les ondes ultrasonores se propagent dans le noir. b. Par temps de brouillard ? Oui, sous l’eau le brouillard n’intervient pas. c. Derrière un gros rocher ? Non, les ondes ultrasonores ne traversent pas un rocher. d. A plusieurs centaines de kilomètres de distance ? Non, les ondes seront amorties. 5. La technique de diagnostic médical qui utilise des ondes ultrasonores est l’échographie. Exercice 3 :Echographie. 1-Les durées indiquées correspondent au parcours aller-retour dans chaque cas donc t2 - t1 = 150 s correspond à la durée que les ondes mettent pour parcourir l’aller-retour dans l’hémisphère gauche donc t = 150 / 2 = 75,0 s pour parcourir l’hémisphère L = v x t = 1500 x 75,0x10 -6 = 0,113 m = 11,3 cm 2- t’ = (t3 - t2) / 2 = 140 / 2 = 70 s L’ = v x t’ = 1500 x 70x10 -6 = 0,105 m = 10,5 cm 3- L différent de L’, il y a donc une tumeur.