THÈME SANTÉ LE DIAGNOSTIQUE MÉDICAL PHÉNOMÈNES PÉRIODIQUES - ONDES (CORRIGÉ)

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1 TEST SECONDE THÈME SANTÉ LE DIAGNOSTIQUE MÉDICAL PHÉNOMÈNES PÉRIODIQUES - ONDES (CORRIGÉ) T0A 01 P Page 1 / 2 NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... I. Phénomène périodique Donner une définition d une tension périodique Une tension périodique est une tension dont la valeur se reproduit identiquement à elle-même à intervalle de temps égaux a. Donner une définition de la période T d un phénomène périodique La période d un phénomène périodique est la durée la plus courte qu il faut au phénomène périodique pour se reproduire à l identique b. Tension périodique Les deux oscillogrammes ci contre représentent deux tensions périodiques notées 1 (t) et u 2 (t) Données : - sensibilité verticale a 2V/div T - sensibilité horizontale b 0,1 ms/div 1 1/ Indiquer sur le schéma comment mesurer les périodes T 1 et T 2 (placer une double flèche représentant les limites à prendre en compte) 2/ Laquelle des tensions est symétrique Une tension symétrique est une tension dont la tension maximale est égale à l opposée de la tension minimale U min U min Ce qui n est pas le cas dans les deux courbes qui apparaissent à l écran de l oscilloscope 3/ Déterminer les valeurs des périodes T 1 (4div b) 4 0,1 0,4 ms 0, s... T 2 (4div b) 4 0,1 0,4 ms 0, s (elle est identique à T 1 ) 4/En déduire la fréquence f 1 et f 2 des ces deux tensions f 1 2, kHz T,. f 2 T 2,5. Hz 3kHz,. 5/ Donner la valeur de la tension maximale U 1max. U 1max (4 div a) 4 2 8V II. Électrocardiogramme Le schéma ci-contre est adapté d un cours d électrocardiographie. À chaque partie du signal est attribuée une propagation du signal électrique (voir ci-contre) - 1 dans les oreillettes du cœur, - 2 et 3 dans les ventricules a) Quelle est la tension maximale du signal 1 U 1 max 1 0,5 0,5 mv b) Le signal électrique reçu du cœur est périodique. Une période est représentée sur le schéma. Une période correspond à un cycle 1,2,3 1/ Quelle est la période de ce signal? T 15 0,040,6s 2/ Quelle est sa fréquence? f T 1, Hz, U 1max 1 div T Pour la mesure de T 1div, 0,04 s T 2 Pour la mesure de U 1max (1 div, 0,1mV)

2 3/ À combien de pulsations par minute le cœur du patient bat-il? f 60 1, pulsations /min (pour les calculs prendre le résultat intermédiaire de la calculatrice et non la valeur approchée) III. Ondes a. Qu est ce qui différencie une onde sonore d une onde électromagnétique? Ces deux types d ondes se différencient par leurs natures, les ondes sonores ne peuvent se propager que dans un milieu matériel, alors que les ondes électromagnétiques peuvent se propager également dans le vide b. Compléter avec un ou plusieurs mots 1/ lorsque une source produit une vibration périodique, tout point du milieu atteint par l onde vibre avec une fréquence identique à celle de la source 2/une onde sonore périodique est audible par l oreille humaine si sa fréquence est comprise entre 20 Hz et 20kHz 3/ la lumière fait partie des ondes électromagnétiques dont la fréquence est proche de c. Vitesse des ultrasons On place deux récepteurs d ultrason R 1 et R 2 face à un émetteur de salve ultrasonore R 1 est situé à 13 cm de E R 2 est situé dans la même direction que R 1 mais derrière lui à une distance de 81 cm de E L oscillogramme obtenu est donné ci contre Les réglages de celui sont : sensibilité verticale 0,1V/div Sensibilité horizontale 2ms/div t 1/ schématiser l expérience R 1 Y A X Y B La distance qui sépare R 1 et R 2 dd 2 d 1 d cm E d 113cm d 2 81 cm R 2 2/ Déterminer la valeur t au bout de laquelle le récepteur R 2 détecte chaque salve après R 1? t correspond à 1,0 div sachant que la sensibilité horizontale de l oscilloscope est de 2ms /div t 1,0 2 2 ms t s 2/ déterminer la distance d parcourue par les ultrasons entre R 1 et R 2 dd 2 d cm d0,68 m 3/ en déduire une valeur approchée de la vitesse v des ultrasons dans les conditions de l expérience v d, 0,68/ t 103 0, m.s 1 v3, m.s -1

3 Bonus During an athletic contest, the starter fires a shot at the beginning of a 100 m race. a. Using the wave model, say what makes the runners decide to start. L athlète se lance dans la course quand il entend la détonation du starter (Officiel chargé de donner le signal du départ d'une course à pied par un coup de pistolet) b. The runner in the 1st lane is 5.0 m away from the starter.how long does it take for this runner to hear the gunshot? Le coureur du premier couloir (situé à la distance d 5,0 m du starter) entend la détonation au bout d une durée t d où v air est la vitesse de propagation du son dans l air v air 340m.s -1 (dans les conditions v air habituelles de température et de pression) t d 5,0 v air 340 0, s t 0,016 s c. Answer the same question, for the runner in the 8th lane (the width of a lane is 1.22 m (largeur d un couloir)) distance qui sépare le starter du coureur situé sur le 8 ième couloir d ,54 m Entre le coureur du premier couloir et celui du 8 ième couloir Il y a 7 intervalles de 1,22 m 7 1,22 8,54 m ,22 15,54 m starter 5m 5+7 1,22 15,54 m Le coureur du dernier couloir (situé à la distance d 5+8 1,228,54 m du starter) entend la détonation au bout d une durée t d 15,54 v air 340 0, t 0,0457 s d. If the time is measured to the closest hundredth of a second (0.01 s), is the 8th lane runner penalised? Si les durées sont mesurées au centième de seconde près le coureur du 8 ème couloir et informé du départ avec un retard sur le coureur du premier couloir de 0, , , s L écart des mesures des durées est inférieur au centième de seconde que peut mesurer le chronomètre. Ce retard ne sera donc pas décelé par le chronomètre. On peut alors considéré que le coureur du 8 ième couloir ne serait donc pas pénalisé mais c est juste! e. If the timer, who is on the finish line, starts the stopwatch when he hears the gunshot, would he make a significant mistake in the timing? Si le déclenchement du chronomètre à lieu sur la ligne d arrivée distante de 100 m de la ligne de départ ; celuici aura lieu avec un temps de retard de t d 100 v air 340 0, s t 0,29 s La mesure des durées sera entachée d une erreur significative (plus du triple de la précision du chronomètre)

4 TEST SECONDE THÈME SANTÉ LE DIAGNOSTIQUE MÉDICAL PHÉNOMÈNES PÉRIODIQUES - ONDES (CORRIGÉ) T0B 01 P Page 4 / 2 NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... I. Phénomène périodique a. Donner une définition d une tension périodique Une tension périodique est une tension dont la valeur se reproduit identiquement à elle-même à intervalle de temps égaux... b. Donner une définition de la période T d un phénomène périodique La période d un phénomène périodique est la durée la plus courte qu il faut au phénomène périodique pour se reproduire à l identique... c. Tension périodique Les deux oscillogrammes ci contre représentent deux tensions périodiques notées 1 (t) et u 3 (t) Données : T 1 U 1max - sensibilité verticale a 2V/div - sensibilité horizontale b 0,2 ms/div T 3 1/ Indiquer sur le schéma comment mesurer les périodes T 1 et T 3 (placer une double flèche représentant les limites à prendre en compte) 2/ Laquelle des tensions est symétrique Une tension symétrique est une tension dont la tension maximale est égale à l opposée de la tension minimale U min U min Ce qui n est pas le cas dans les deux courbes qui apparaissent à l écran de l oscilloscope... 3/ Déterminer les valeurs des périodes 4/En déduire la fréquence f 1 et f 2 des ces deux tensions T 1 (4div b) 4 0,2 0,8 ms 0, T 3 (2div b) 2 0,2 0,4 ms 0, f s 1 1, ,3 khz T,. (T 1 2.T 2 ) f 3 2,5. Hz 3kHz T,. 5/ Donner la valeur de la tension maximale U 1max. U 1max (4 div a) 4 2 8V II. Électrocardiogramme Le schéma ci-contre est adapté d un cours d électrocardiographie. À chaque partie du signal est attribuée une propagation du signal électrique : - 1 dans les oreillettes du cœur, - 2 et 3 dans les ventricules a) Quelle est la tension maximale du signal 2 U 2 max 9 0,5 4,5 mv b) Le signal électrique reçu du cœur est périodique. Une période est représentée sur le schéma. Une période correspond à un cycle 1,2,3 1/ Quelle est la période de ce signal? T 15 0,040,6s 2/ Quelle est sa fréquence? f T 1, Hz, U 2max 9div T Pour la mesure de T 1div, 0,04 s Pour la mesure de U 2max (1 div, 0,1mV)

5 3/ À combien de pulsations par minute le cœur du patient bat-il? f 60 1, pulsations /min (pour les calculs prendre le résultat intermédiaire de la calculatrice et non la valeur approchée)... III. Ondes a. Qu est ce qui différencie une onde sonore d une onde électromagnétique? Ces deux types d ondes se différencient par leurs natures, les ondes sonores ne peuvent se propager que dans un milieu matériel, alors que les ondes électromagnétiques peuvent se propager également dans le vide b. Compléter avec un ou plusieurs mots 1/ la lumière fait partie des ondes électromagnétiques dont la fréquence est proche de /lorsque une source produit une vibration périodique, tout point du milieu atteint par l onde vibre avec une fréquence identique à celle de la source 3/ une onde sonore périodique est audible par l oreille humaine si sa fréquence est comprise entre 20 Hz et 20kHz c. Vitesse des ultrasons On place deux récepteurs d ultrason R 1 et R 2 face à un émetteur de salve ultrasonore R 1 est situé à 13 cm de E R 2 est situé dans la même direction que R 1 mais derrière lui à une distance de 81 cm de E L oscillogramme obtenu est donné ci contre Les réglages de celui sont : sensibilité verticale 0,1V/div Sensibilité horizontale 2ms/div 1/ schématiser l expérience R 1 Y A X Y B La distance qui sépare R 1 et R 2 dd 2 d 1 d cm E d 113cm d 2 81 cm R 2 2/ Déterminer la valeur t au bout de laquelle le récepteur R 2 détecte chaque salve après R 1? t correspond à 1,0 div sachant que la sensibilité horizontale de l oscilloscope est de 2ms /div t 1,0 2 2 ms t s 2/ déterminer la distance d parcourue par les ultrasons entre R 1 et R 2 dd 2 d cm d0,68 m 3/ en déduire une valeur approchée de la vitesse v des ultrasons dans les conditions de l expérience v d, 0,68/ t 103 0, m.s 1 v3, m.s -1

6 Bonus During an athletic contest, the starter fires a shot at the beginning of a 100 m race. a. Using the wave model, say what makes the runners decide to start. L athlète se lance dans la course quand il entend la détonation du starter (Officiel chargé de donner le signal du départ d'une course à pied par un coup de pistolet) b. The runner in the 1st lane is 5.0 m away from the starter.how long does it take for this runner to hear the gunshot? Le coureur du premier couloir (situé à la distance d 5,0 m du starter) entend la détonation au bout d une durée t d où v air est la vitesse de propagation du son dans l air v air 340m.s -1 (dans les conditions v air habituelles de température et de pression) t d 5,0 v air 340 0, s t 0,016 s c. Answer the same question, for the runner in the 8th lane (the width of a lane is 1.22 m (largeur d un couloir)). Le coureur du dernier couloir (situé à la distance d 7 1,228,54 m du starter) entend la détonation au bout d une durée t d 8,54 v air 340 0, s t 0,0251s d. If the time is measured to the closest hundredth of a second (0.01 s), is the 8th lane runner penalised? Si les durées sont mesurées au centième de seconde près le coureur du 8 ème couloir et informé du départ avec un retard sur le coureur du premier couloir de 0, , , s L écart des mesures des durées est inférieur au centième de seconde que peut mesurer le chronomètre. Ce retard ne sera donc pas décelé par le chronomètre. On peut alors considéré que le coureur du 8 ième couloir ne serait donc pas pénalisé mais c est juste! e. If the timer, who is on the finish line, starts the stopwatch when he hears the gunshot, would he make a significant mistake in the timing? Si le déclenchement du chronomètre à lieu sur la ligne d arrivée distante de 100 m de la ligne de départ ; celuici aura lieu avec un temps de retard de t d 100 v air 340 0, s t 0,29 s La mesure des durées sera entachée d une erreur significative (plus du triple de la précision du chronomètre)