Exercice I Etude d’une séance d’entraînement
(7 points)1.1. (0,5 pts pour expliquer la méthode + 0,25 pts pour la réponse = 0,75 pts).
D’après la courbe a, lorsque le plongeur atteint la profondeur de 110 mètres, sa fréquence cardiaque est alors de 40 battements par minute.
110 m 40
1.2. (0,25 pts pour le calcul + 0,25 pts pour l’unité de la réponse = 0,5 pts).
D’après l’énoncé, chaque battement envoie un volume égal à 7,0 x 10-2 L de sang dans l’aorte. Donc pour 40 battements, on aura un volume circulant dans l’aorte V = 40 x 7,2 x 10-2 = 2,88 L. Ayant 40 battements chaque minute, le volume qui circule chaque minute est donc V = 2,88 L.
1.3. (0,5 pts pour le calcul + 0,5 pts pour le résultat + 0,5 pts pour unité du résultat).
D La formule du débit est donnée: D = S x v, on en déduit que la vitesse a pour expression v =
S 4,7 x 10-5
Soit v = = 1,88 x 10-1 m/s
2,5 x 10-4
2.1. (0,5 pts pour expliquer la méthode + 0,25 pts pour la réponse = 0,75 pts).
D’après la courbe b, lorsque le plongeur atteint la profondeur de 110 mètres, la pression atteint la valeur de 1,2 MPa = 1,2 x 106 Pa
110 m 1,2 MPa
2.2. (0,5 pts). L’appareil utilisé est un manomètre ou un pressiomètre.
2.3. (0,5 pts pour la formule littérale ou la formule numérique + 0,25 pts pour le résultat + 0,25 pts pour l’unité du résultat = 1,0 pts).
F
On nous donne la relation: p = ce qui donne F = p x S = 1,2 x 106 x 5,0 x 10-5 = 6,0 x 10 N S
2.4. (1,0 pts pour la valeur de la pression + 0,25 pts pour le calcul de la force + 0,25 pts pour l’unité du résultat = 1,5 pts).
A la surface, grâce à la courbe b, on détermine que la pression a pour valeur p0 = 0,1 x 106 Pa.
On applique alors la relation F = p x S = 0,1 x 106 x 5,0 x 10-5 = 5,0 N 2.5. (0,5 pts).
Nous venons de montrer qu’à la surface de l’eau (donc dans notre vie quotidienne), la force subit par les tympans a pour valeur:
F0 = 5,0 N
En profondeur à 110 m la force F subit par les mêmes tympans, a pour valeur F = 6,0 x 10 = 60 N Soit une force 12 (x) plus intense. D’où une explication aux douleurs de l’apnéiste en eau profonde.
