Cahier d exercices de Seconde

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2 SANTE Chapitre 1 Les signaux périodiques dans le diagnostique médical Exercice 1 : vocabulaire, identification des caractéristiques de signaux Choisir la ou les bonne(s) réponse(s) : 1. Un signal périodique A B C A sa valeur qui varie régulièrement au cours du temps Se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps réguliers Retrouve sa valeur maximale au bout d un période T. Périodique et alternatif Aléatoire Positif et quasipériodique 2. Le signal reproduit ci-dessus est : Périodique et alternatif Périodique et positif Quasi-périodique et négatif 3. Le signal reproduit ci-dessus est : Périodique et alternatif Aléatoire et positif Quasi-périodique et positif 4. Le signal reproduit ci-dessus est : Périodique et positif Aléatoire et positif Quasi-périodique et positif 5. Le signal reproduit ci-dessus est : S APPROPRIER Repérer les caractéristiques d une définition

3 Exercice 2 : Utiliser une échelle sur un graphique La fréquence cardiaque d un homme adulte au repos, sans trouble cardiaque est d environ 70 battement par minute. Voici ci-dessous, l électrocardiogramme d un patient. Sont indiquées les échelles verticale et horizontale de l enregistrement. 1. Repasser en couleur ou reproduire le motif élémentaire du signal périodique. 2. Déterminer, le plus précisément possible, la valeur T de la période de ce signal. 3. En déduire la fréquence f du signal en hertz puis la fréquence cardiaque F en battement par minute. 4. Les portions horizontales du signal correspondent à la valeur nulle du signal enregistré. a. Déterminer la valeur de la tension maximale Umax de ce signal. b. Déterminer la valeur de la tension minimale Umin de ce signal. 5. Le cœur de patient présente-t-il un trouble cardiaque? ANALYSER Exploiter des observations, des mesures REALISER Effectuer des calculs littéraux et numériques VALIDER Corroborer une valeur théorique Exercice 3 : Lire un oscillogramme Pour chacun des oscillogrammes suivants, vous allez : a. Repasser en couleur un motif élémentaire b. Préciser si le signal est alternatif ou non c. Déterminer la période T avec la plus grande précision possible d. Calculer la fréquence f du signal périodique e. Déterminer la tension Umax puis la tension Umin

4 sh : 2ms/div sv : 0,5 V/div sh : 10 µ s/div sv : 2 V/div sh : 10 s/div sv : 5 V/div sh : 0,2 ms/div sv : 0,5 V/div ANALYSER Exercice 4 : comprendre les informations données par un moniteur cardiaque L écran d un moniteur cardiaque affiche en temps réel l activité électrique du cœur d un patient. ANALYSER Extraire des informations sur des supports variés REALISER Effectuer des calculs littéraux et numériques

5 1. Quelle grandeur mesure-t-on suivant l axe horizontal de cet écran? 2. L activité cardiaque est représentée en vert. Pourquoi peut-on la qualifier de périodique? 3. a. Déterminer sa période T. b. En déduire sa fréquence f en hertz. 4. L indication en haut à droite représente la fréquence cardiaque en battement par minute. Montrer que cette valeur est en accord avec celle calculée précédemment. 5. Quelle(s) autre(s) grandeur(s) caractérise(nt) ce signal? Exercice 5 : analyse et synthèse de document Document 1. Mesure de la masse des astronautes Ayant constaté que la masse des astronautes américains revenant de mission avait diminué dans l espace, la NASA s est demandé si cela n impliquait pas une détérioration physique pouvant s aggraver lors de vols plus longs. Ne pouvant pas utiliser les balances traditionnelles en impesanteur à bord de Skylab, un programme de surveillance quotidienne de la masse des astronautes a été élaboré à l aide d une chaise oscillante. Le mouvement de l astronaute a été enregistré afin de déterminer la période T des oscillations. D après

6 Document 2. Chaise oscillante de la mission Skylab dex=10 La relation entre la période T du mouvement et la masse m de l astronaute est donnée par la relation suivante : T = 0,27 m + 25,2 avec T en s et m en kg. Document 3. Mouvement de l astronaute A partir de ces documents, faire une synthèse dans laquelle vous préciserez les raisons qui ont poussé les astronautes à se pese lors de longues missions dans l espace. Vous présenterez l instrument utilisé pour mesurer leur masse avnt de déterminer celle de l astronaute du document 3. ANALYSER Exploiter des informations sur des supports variés REALISER Effectuer des calculs littéraux et /ou numériques VALIDER Interpréter des observations, des mesures

7 Exercice 6 : résolution de problème Document 1. Alternateur industriel L alternateur industriel est composé d un rotor et d un stator. Le stator est une pièce fixe comportant plusieurs bobines. Le rotor est quant à lui mobile ; il est constitué de bobines parcourues par des courants continus et qui se comportent ainsi comme des aimants. Document 2. Vitesse de rotation du rotor La vitesse de rotation N du rotor dépend de la fréquence f du courant alternatif à obtenir, et du nombre p de paires de pôles présents dans l alternateur. N = f p avec N : vitesse de rotation en tour par seconde et f : fréquence en Hertz Le nombre de paires de pôles correspond au nombre total de pôles (bobines de stator) divisé par deux. Document 3. Centrale hydraulique de Marcillac La centrale hydraulique de Marcillac est équipée d alternateurs multipôles dont le schéma simplifié est donné ci-dessous. La centrale hydraulique de Marcillac produit un courant alternatif de 50 Hz. A l aide des documents fournis, déterminer le nombre de tours qu effectue le rotor par minute. ANALYSER Exploiter des informations sur des supports variés REALISER Effectuer des calculs littéraux et /ou numériques VALIDER Interpréter des observations, des mesures

8 Exercice 7 : résolution de problème Après avoir enregistré les électrocardiogrammes (ECG) de trois patients, un cardiologue se rend compte qu il a omis d écrire le nom de chacun sur les enregistrements correspondants. Heureusement, il se souvient des pathologies des trois personnes. M. Ramon souffre de tachycardie et présente un rythme cardiaque de 120 pulsations par minute. M. Martin souffre de brachycardie et possède un cœur dont la durée d une pulsation est de 1,75 s. Mme Rochel est une grande sportive et a un cœur dont le fonctionnement est normal avec une fréquence de 0,87 Hz. Question : Aidez ce cardiologue à retrouver le nom associé à chaque ECG ci-dessous. Vous justifierez votre choix.

9 ANALYSER Choisir les grandeurs à mesurer, à calculer REALISER Effectuer des calculs littéraux et numériques VALIDER Interpréter des observations des mesures COMMUNIQUER Rendre compte à l écrit en utilisant un vocabulaire scientifique adapté et rigoureux Ecrire un résultat de manière adaptée (unités, CS, notation scientifique)