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médecine et mécanique QCM voir : http://www.atm2.fr/physique/ |
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- Un corps est au repos si aucune force ne s’applique sur lui. Faux. Un corps pseudo-isolé ( somme vectorielle des forces nulle) est au repos si sa vitesse initiale est nulle. - Deux forces s’exerçant sur un objet et ayant même ligne d’action même amplitude et de sens opposé s’annulent et n’ont donc aucun effet sur l’objet. Faux. Ces forces peuvent déformer l'objet. - Si 3 forces s’appliquent sur un corps en équilibre statique alors celles-ci sont concourantes. Vrai. - Une force s’appliquant sur un corps en modifie soit le mouvement soit la forme. Vrai. - Si un corps est en équilibre statique toute force d’action est compensée par une force de réaction. Vrai.
A propos des forces : - En biomécanique le choix d’un système de coordonnées n’a pas d’effets sur les calculs. Faux. Les résultats ne seront pas modifiés mais les calculs peuvent être plus ou moins longs et compliqués. - En mécanique, un objet est une entité qui possède une masse, et un tel objet est appelé un corps. Vrai. - Une grandeur scalaire est caractérisée par une direction et une amplitude. Faux. Une grandeur scalaire est un nombre. - Une grandeur physique vectorielle est caractérisée par son sens et son amplitude. Faux. Un vecteur est caractérisé par sa valeur, son sens, sa direction et son point d'application. - Le point d’application d’une force sur un corps correspond à l’intersection de la ligne d’action de la force avec le corps. Vrai. Dans le cas de la traction de Russel schématisée ci-dessous, on suspend un poids de 3,5 Kg au niveau du pied :
b) – La force distale de traction est de 105N. Si on augmente l’angle è alors la traction diminue. d) – Si on diminue l’angle è alors la traction diminue. e) – Dans les conditions normales la jambe est au repos. - L’échographie est une technique d’observation des poumons à condition d’utiliser du gel. Faux. Le gel permet de remplacer l'interface air-peau (eau) par les deux interfaces air-gel et gel-tissus (eau) : les ondes sont ainsi mieux transmises.
On étudie les capacités d’atténuation de 2 matériaux. Un son de 5 kHz et de 40 dB est atténué par une plaque de 10 cm d’épaisseur du matériau 1, pour atteindre une valeur de 30 dB. Ce même son de 5 kHz et de 40 dB est atténué de 28 dB par une plaque de 5 cm d’épaisseur du matériau 2. Quel est le rapport des coefficients d’absorption a1/a2 pour cette fréquence de 5 kHz ?( 1,8 ; 0,56 ; 0,18 ; 5,6 ; autre) Intensité acoustique initiale I : I= I0 10N/10 = 10-12*1040/10 = 10-8 W m2. Intensité acoustique en présence du matériau 1 : I1= I0 10N1/10 = 10-12*1030/10 = 10-9 W m2. 10-9 = 10-8 * 10 exp(-a1 d1) soit 9=8 +a1 d1 ; 1=a1 d1 ; a1 =1/0,1 = 10. Intensité acoustique en présence du matériau 2 : " est atténué de 28 dB" : le niveau sonore atteint la valeur 40-28 = 12 dB. I2= I0 10N21/10 = 10-12*1012/10 = 10-10,8 W m2. 10-10,8 = 10-8 * 10 exp(-a2 d2) soit 10,8=8 +a2 d2 ; 2,8=a2 d2 ; a2 =2,8/0,05 = 56. a1/ a2 =10/56 =0,18. A épaisseur de matériau égale, faire le rapport des diminutions des niveaux sonores en dB.
Soit un milieu gazeux de propagation acoustique pour lequel la masse volumique r = 1,1 kg m-3 et la compressibilité c=9 10-6 Pa-1. - Quelle est l’impédance acoustique de ce gaz ? Z = (r /c)½ =(1,1 / 9 10-6)½ = 349,6 ~ 350 Pa s m-1. - Quelle est la surpression acoustique créée par un son de 50 dB dans ce milieu ? Intensité acoustique I= I0 10N/10 = 10-12*1050/10 = 10-7 W m2.
Une onde ultrasonore, habituellement utilisée en échographie (fréquence 7,5 MHz), atteint une interface tissulaire séparant un milieu 1 d’impédance Z1 = 1820 Pa s m-1 d’un milieu 2 d’impédance Z2. Si 38% de la puissance de cette onde sont transmis, du milieu 1 vers le milieu 2, quelles ont parmi les propositions suivantes les impédances acoustiques Z2 possibles. (214 ; 7759 ; 427 ; 15513 ; 1000 ) coefficient de transmission de l'onde : 38 % ou 0,38. coeficient de réflexion de l'onde 1-0,38 = 0,62. = + 0,62½ =0,787
(1) ; (Z1-Z2)
= -0,787
(2) (1) donne : Z1-Z2= 0,787 (Z1+Z2) ; 0,213 Z1 =1,787 Z2 ; Z2 =216 Pa s m-1. (2) donne : Z1-Z2= -0,787 (Z1+Z2) ; 1,787 Z1 =0,213 Z2 ; Z2 =15 270 Pa s m-1.
Chez un patient, le foie et la thyroïde sont respectivement à 3 cm et 0,5 cm sous la peau. Un ultrason de 7,5 MHz permet de sonder la thyroïde. Quelle doit être la fréquence permettant d’explorer le foie avec la même atténuation ? L'atténuation étant identique, le produit coefficient d'atténuation * épaisseur traversée est constant. afoie dfoie= athyr dthyr. Le coefficient d'atténuation est proportionel au carré de la fréquence ; les tissus traversés sont semblables d'où : f2foie = f2 thyr dthyr
- L’ultrason associé à l’observation de la thyroïde est diffracté par des objets moins grands que ceux responsables de la diffraction de l’ultrason associé à l’observation du foie. Vrai. La fréquence permettant d'observer la thyroïde est plus grande que celle permettant l'étude du foie : or plus la fréquence est grande, plus la longueur d'onde est petite. La diffraction est due à des obstacles de même ordre de grandeur que la longueur d'onde. - L’ultrason associé à l’observation de la thyroïde est diffracté par des objets plus grands que ceux responsables de la diffraction de l’ultrason associé à l’observation du foie. Faux. - Une calcification de 300 mm de dimension diffracte les deux ultrasons. Vrai. =3,33 10-4 m =
333
mm pour la thyroïde La calcification est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde. - Une calcification de 800 mm de dimension n'en diffracte aucun. Faux. Donnée : vitesse moyenne du son dans l'organisme : 2500 m/s.
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