DS 1 - Free

Evaluation 1
Exercice 1 : Questions de cours.
1. Donner le symbole et l’unité de la fréquence.
2. Convertir 2,30 ms en seconde (écriture scientifique).
3. Calculer la période d’un battement cardiaque d’une musaraigne dont la
fréquence est de 18 Hz.
4. Les battements du cœur d’un cheval ont une fréquence de 0,70 Hz. En
déduire la fréquence cardiaque du cheval.
/ 30 pts
/ 8 pts
Communiquer1
++
Réaliser (Calcul)
+
Réaliser (Calcul)
+++
Réaliser (Calcul)
++
Exercice 2 : ECG
/ 8 pts
1. Peut-on dire que le signal est périodique. Justifier.
2. Déterminer avec le plus de précision, la période de ce signal.
3. En déduire sa fréquence.
Exercice 3 : ECG
Valider / Communiquer
++
Réaliser (Calcul)
++++
Réaliser (Calcul)
++
/ 8 pts
Document 1.
Omniprésente dans le domaine de l'entrainement en course à pied, la fréquence cardiaque est un excellent indicateur du
niveau d'activité du coureur.
Souvent avec l’entraînement, la FC diminue à l’effort (à vitesse égale) comme au repos. Le cœur ne semble plus avoir besoin
de battre aussi vite. Des études montrent, qu’avec un travail d’endurance le volume du cœur augmente et qu’avec un travail
en résistance ses parois s’épaississent. Donc à chaque contraction, le cœur entraîné peut envoyer plus de sang (jusqu’à deux
fois plus) à une vitesse plus importante qu’un cœur non entraîné.
Un coureur fait généralement un footing à 70-75% de la FCM (fréquence cardiaque maximale), il fait un sprint s’il est à plus
de 90 % de la FCM.
On calcule la FCM à l’aide de la formule la plus connue et la plus simple : FC max = 220 – age.
Document 2
On réalise l’enregistrement du signal électrique du cœur de notre coureur de 45 ans.
Les réglages de l'oscilloscope sont :
sensibilité verticale : 50mV/div
durée de balayage : 200ms/div
En utilisant les documents, indiquer si le coureur âgé de 45ans est au repos, en
footing ou au sprint
S’approprier (extraire)
Réaliser (Calcul)
Communiquer
++
++++
++
Exercice 4 : EEG et ECG : activité documentaire
1. Donner deux différences entre un ECG et un EEG.
2. Calculer la valeur de la période correspondant au rythme alpha ayant la
fréquence la plus grande. Exprimer le résultat en ms.
3. D’après l’étude, quelle est l’activité (lecture d’un magazine ou
télévision) qui demande le plus d’activité cérébrale (argumenter) ?
Document 1.
L’électroencéphalogramme (EEG) est un tracé qui rend compte de la
mesure au cours du temps de l'activité électrique du cerveau. Il est obtenu
grâce à des électrodes placées sur le cuir chevelu.
Les signaux enregistrés sont complexes, mais plusieurs rythmes peuvent
néanmoins être identifiés. Les rythmes alpha (8 Hz < f < 13 Hz), par
exemple, sont associés à l'état d'éveil calme. Les rythmes bêta, eux, sont plus
rapides (14 Hz< f < 30 Hz) : ils indiquent une activité plus intense du
cortex.
Utilisé le plus souvent en médecine, l'EEG fut employé, dans les années 1960,
pour comparer deux types de médias : les magazines et la télévision.
D'après cette étude, l'activité cérébrale d'une personne lisant un magazine
se caractérise par une fréquence des rythmes de 21 Hz. L'activité cérébrale
d'une personne regardant la télévision, elle se caractérise par une
fréquence des rythmes de 10 Hz.
Doc : 2nde Physique-Chimie – Collection Sirius - Nathan
/ 7 pts
S’approprier (extraire)
Communiquer
+
+
S’approprier (extraire)
Réaliser (Calcul)
+
++
Analyser
++
Document 2 : ECG
Un électrocardiogramme (ECG) est un test qui étudie le fonctionnement du cœur en mesurant son activité
électrique. À chaque battement cardiaque, une impulsion électrique (ou « onde ») traverse le cœur. Cette onde
fait contracter le muscle cardiaque afin qu’il expulse le sang du cœur. Un ECG mesure et enregistre l’activité
électrique qui traverse le cœur. Un médecin peut déterminer si l’activité électrique ainsi observée est normale
ou irrégulière. Un ECG vous sera peut-être recommandé si vous êtes atteint d’arythmie ou que vous souffrez de
douleurs à la poitrine ou de palpitations.
Les signaux enregistrés sont proche de 1,0 Hz pour un homme au repos.
S’approprier Réaliser
Analyser
Communiquer
4
2
7
18
Correction de l’évaluation 1
Exercice 1 : Questions de cours.
1. Le symbole de la fréquence est F et son unité est le hertz (Hz).
2. Convertir 2,30 ms = 2,30.10-3 s
3. La période d’un battement cardiaque d’une musaraigne :
la fréquence est f = 1/T donc la période T = 1/f = 1/ 18 = 5,6.10-2 s ou
0,056 s
4. Un cheval a une fréquence des battements du cœur de 0,70 Hz.
Sa fréquence cardiaque Fc = 60* f = 60 * 0.70 = 42 bpm
/ 8 pts
Communiquer1
++
Réaliser (Calcul)
+
Réaliser (Calcul)
+++
Réaliser (Calcul)
++
Exercice 2 : ECG
1. Le signal est périodique car il se répète identique à lui-même.
2. On étudie 2 périodes (2 * T) : 34 carreaux sachant que 5 carreaux
correspondent à 0,2 s
donc : 2 * T = 34 * 0,2/5 = 1,36 soit T = 1,36 / 2 = 0,68 s
3. La fréquence : f = 1/T = 1 / 0,68 = 1,47 Hz.
/ 8 pts
Valider / Communiquer
++
Réaliser (Calcul)
++++
Réaliser (Calcul)
++
Exercice 3 : ECG
/ 8 pts
Déterminons la période du signal :
3 T = 7,5 * 200 = 1500 ms = 1,50 s
Soit T = 1,50 / 3 = 0,50 s
La fréquence cardiaque Fc = 60 / T = 60 /0,5 = 120 bpm.
On détermine la Fcmax = 220 – 45 = 175 bpm.
120 bpm correspond à 68 % de la Fcmax donc le coureur est en footing.
S’approprier (extraire)
Réaliser (Calcul)
Communiquer
Exercice 4 : EEG et ECG : activité documentaire
/ 7 pts
Un ECG mesure le signal électrique émis par le cœur, alors qu’un EEG
mesure le signal électrique émis par le cerveau.
Un ECG donne des signaux de fréquences proches de 1 Hz alors qu’un
EEG donne des signaux de fréquences entre 8 et 30 Hz.
2. Le rythme alpha ayant la fréquence la plus grande : 13 Hz.
La période est donnée par la relation : T = 1/f .
On a donc T1 = 1/ 13 = 0,077 s soit 77 ms.
3. L’étude montre que :
- lire un magazine donne des signaux de fréquences 21 Hz soit un
rythme béta : activité intense
- regarder la TV donne des signaux de fréquences 10 Hz soit un rythme
alpha : activité calme.
Lire un magazine demande donc plus d’activité cérébrale que regarder
la TV.
1.
++
++++
++
S’approprier (extraire)
Communiquer
+
+
S’approprier (extraire)
Réaliser (Calcul)
+
++
Analyser
++