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Coppeliagoetz
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Exercice 1 (7 points) Un plongeur en apnée se trouve dans la mer de telle manière à ce que son tympan T soit situé à une pro-
fondeur h par rapport à la surface de la mer.
1. Donner le nom et le symbole de l’unité de pression dans le système international. (0,5 pt)
2. Quel est le nom de l’appareil mesurant les pressions ? (0,5 pt)
3. Rappeler l’expression de la pression P exercée par une force pressante de valeur F sur une surface pressée d’aire S.
Indiquer les unités du système international SI dans lesquelles s’expriment les grandeurs de la rela- tion précédente. (1 pt)
4. a) Exprimer et calculer la différence de pression PT – PM entre le tympan T et un point M de la surface de la mer supposée au repos. (1 pt)
b) Déduire de la question précédente la valeur de la pression PT qui s’exerce sur le tympan du plongeur. (0,5 pt)
c) Exprimer et calculer la force pressante F qui s’exerce sur le tympan de surface S = 0,5.10-4 m2. (1 pt)
5. Le tympan est une fine membrane qui sépare l’oreille externe au contact du milieu extérieur et l’en- semble « oreille moyenne-oreille interne ». L’oreille moyenne est un organe creux de volume très faible qui transmet les vibrations sonores à l’oreille interne. Les trompes d’Eustache, descendantes évolutionnaires des ouïes respiratoires des poissons, relient l’oreille moyenne aux fosses nasales à l’arrière du nez.
a) Rappeler la loi de Boyle-Mariotte. (0,5 pt) b) Quels sont les risques pour le tympan lors d’une remontée ou d’une descente brutale en plongée ?
(0,5 pt)
c) Quel est le rôle des trompes d’Eustache lors d’une remontée ou d’une descente brutale en plongée ? (0,5 pt)
6. a) Rappeler l’évolution de la quantité de gaz dans le sang avec la pression. (0,5 pt) b) Que peut causer une remontée à la surface trop rapide en plongée sous-marine ? (0,5 pt)
Données : Masse volumique de l’eau de mer r = 1,03.103 kg.m-3 ; g = 9,81 N.kg-1 ; Pression atmosphérique : Patm = 1,01 bar ; h = 10,0 m.

Sagot :

Elisarose
1. l'unité de pression est le Pascal et son symbole est Pa.
Il vaut 1 N/m²
2. L'appareil qui mesure les pressions est le manomètre.
3. Une force répartie  F exerce perpendiculairement à une surfaceplane S, une pression exprimée par la relation P = F / S, seulement siF est normal à S.
Unités : p en Pa    ;     F en Newton N   ;    S  en  m²
4. a ) P = 1030 kg/m³ pour de l’eau de mer.PT – PM = 1,03*10³x 9,81*10 = 1,01*10⁵Pa.
b) Pm = 1.01 bar soit 1.01*10⁵Pa et
 Pt = Pm + p*g*h = 2.02*10⁵Pa
c)  F = p *S =  202368 * 0,5/100¯² = 10,1 N
Cette force est due a la pression de l'eau sur la face externe du tympan.
5. a) À température constante, pour une quantité de matière donnée de gaz, le produit de la pression P par le volume V de ce gaz ne varie pas : P × V = constante.Cette constante est indépendante de la nature du gaz.
b)  Plus on descend, plus la pression augmente, Les tympans se déforment et le nageur peut ressentir une gêne qui peut se transformer en douleurs pour des profondeurs plus importantes. La manœuvre de Valsalva a pour but de rééquilibrer les pressions de part et d’autre du tympan pour lui rendre sa forme initiale.
c) Les trompes d'Eustache permettent la manoeuvre de Valsalva.La trompe est normalement fermée au repos. Une simple déglutitionou un baillement permet de l'ouvrir une fraction de secondes etd'établir l'équilibre de pression.Ce système permet de compenser les variations de pression durantles phases de montée et de descente. En général, durant la montée,la trompe d' Eustache joue bien son rôle : la pression  diminue,l'oreille moyenne est en surpression, l'air s'échappe doncpassivement. A l'inverse, lors de la descente, la pression augmenterapidement, et l'oreille moyenne est en dépression, de l'air doitdonc vite rentrer : phénomène actif.La trompe n'effectue souvent pas assez rapidement l'équilibrage des pressions, nous pouvons donc l'aider en effectuant la manoeuvre dite de « Valsalva » : les plongeurs se pincent le nez et, bouche fermée, soufflent pour augmenter la pression de l’air derrière le tympan. 
6. a) La quantité de gaz diazote dissous dans le sang du plongeuraugmente lorsque sa profondeur augmente. Si le plongeur remonte,la quantité de gaz dissous diminue et si la remontée est trop rapide,le gaz n'a pas le temps d'être évacué par la respiration, des bulles peuvent se produire dans le sang et provoquer un accident de décompression. 
b)Au cours d’une remontée, la pression diminue et les gaz dissousdoivent être évacués. Le dioxygène est consommé par les cellules. Lediazote se vaporise et passe lentement dans les poumons. En cas deremontée trop rapide, celui-ci n’a pas le temps de s’évacuer par lespoumons, de grosses bulles apparaissent dans le sang risquant deboucher les vaisseaux sanguins en provoquant une embolie
pulmonaire. 
Voilà , bon courage !   
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