• Document: PACES Cours 2-3. BIOPHYSIQUE Mécanique des fluides. UFR santé. Ref utilisée pour préparer ce cours :
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PACES 2016-2017 Cours 2-3 BIOPHYSIQUE Mécanique des fluides UFR santé Ref utilisée pour préparer ce cours : http://www.cnebmn.org/enseignement/biophysiquecirculationressources/mecaniquef luides/mecaniquedesfluides.pdf http://sitelec.org/cours/dereumaux/mesurepression.htm Biophysique - Physico-Chimie-Physique, Pcem 1-Pcem 2, Rappels De Cours, Exercices Corrigés, Qcm Avec Réponses Rose-Marie Magné-Marty Présenté par : Olivier Balédent PRESSION AU SEIN D’UN FLUIDE : LOIS DE PASCAL Mise en é vidence expé rimentale Soit une chambre - dans laquelle on fait le vide – avec une paroi déformable P se manifeste par une déformation de la paroi Lois de la statique des fluides Hypothè ses : fluide immobile, incompressible et masse volumique uniforme  La pression en un point est indépendante de l’orientation du capteur et s’exerce perpendiculairement aux parois  La pression est la même en tous les points situés au même niveau.  La pression augmente avec la profondeur dP entre 2 points d'un fluide en é quilibre = au poids de la colonne de liquide qui les sé pare (ayant pour base l’unité de surface). ρ = masse volumique (uniforme) g = intensité de la pesanteur (10 m.s-2) P(z2) =  . g . z2 + Patm et P(z1) =  . g . z1 + Patm Liquide air P(z2)-P(z1)=  . g . (z2-z1) Si z est a partir de la surface dP(z2-z1)=+ . g . h REFLEXION SUR LA PRESSION LIQUIDE Soit un cylindre de section s et hauteur h entièrement immergé dans de l’eau. Calculer la résultante des forces de pressions de l’eau s’exerçant sur les parois du cylindre Les Forces latérales (pressions de l’eau) s’annulent symétriquement Forces sur les des deux bases (F=P. s): F1= Pz1.s et F2=Pz2.s F2-F1 =s.(ρeau.g.z2+Patm)- (ρeau.g.z1+Patm).s = s.ρeau.g.(z2-z1) = s.ρeau.g.h (s.h= volume du cylindre) La force de pression résultante qui s’exerce sur le cylindre est dirigée vers le haut, d’intensité s. h.ρeau.g Newton, ne dépends pas de la profondeur d’immersion ni de la matière du cylindre. suivant le poids du cylindre P=M.g ce cylindre flotte ou coule Vidéo 4 http://www.youtube.com/watch?v=cC1FEEMEI_0&feature=related Principe d’Archimède Principe fondamental de l'hydrostatique, découvert par le mathématicien et philosophe grec Archimède (287-212 av. J.-C.) et communément appelé depuis "Principe d'Archimède". Exposé dans le "Traité des corps flottants" il stipule que « tout corps plongé dans un fluide subit une poussée verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du fluide déplacé ». testez vous Exercice : iceberg Un iceberg a un volume imergé (Vi) de 9000 m3 . Sa masse volumique est 1 = 910 kg.m-3 celle de l'eau de mer est 2 = 1024 kg.m-3 . Calculer le volume apparent de l’iceberg (emmergé) Corrigé L’iceberg est en équilibre sous l'action de son poids et de la poussée. Poids = Vt .  (glace).g :Vt est le volume total Poussée= Vi .  (eau).g Ces deux forces opposées ont même norme. Vi .  (eau).g= Vt .  (glace).g Vi /Vt =  (glace) / (eau) =910/1024=0,9 Vt= 10.103 m3 les 9 dixièmes de la glace sont sous l'eau et donc 1/10 au dessus. Le volume apparent est donc de 1000 m3 Exercice : iceberg Le cerveau flotte dans le Liquide cérébro spinal. Seul 5% du volume d’un cerveau plongé dans un bac d’eau de 10 litres est émergé. Calculer la masse volumique de ce cerveau ? Données : masse volumique de l’eau = 1000 kg/m3 Corrigé Le cerveau est en équilibre sous l'action de son poids et de la poussée d’Archimède. Poids = Vcerv .  (cerveau).g :Vcerv est le volume total Poussée= 0,95.Vcerv .  (eau).g Ces deux forces opposées ont même norme. Vcerv .  (cerveau).g=0,95.Vcerv .  (eau).g  (cerveau)= 0,95.  (eau)=950 kg/m3 Ou aussi la masse volumique de ce cerveau est de 95. 10-2 g/cm3 QUELQUES PRESSIONS PHYSIOLOGIQUES La pression artérielle (PA) Correspond au ∆P entre l'inté rieur et l'exté rieur du vaisseau. On s'inté resse en fait à la surpression qui rè gne dans les vaisseaux arté riels par rapport à la pression atmosphé rique : Pint=Part+Patm et Pext=Patm Pint -Pext = Part + Patm - Patm On parle de tension arté rielle ou de pression transmurale supporté e par la paroi arté rielle. Ordre de grandeur 10 à 20 kPa: Mesure "invasive" intra-arté rielle Mesure "non-invasive" avec un brassard Varie "dans le temps et dans l'espace" Modification dans Le Temps : systole (contraction cardiaque) = 130 mmHg = 17 kPa diastole (remplissage cardiaque) = 80 mm Hg = 10 kPa « moyenne »* = (PAsys + 2 PAdias)/ 3 = 96 mmHg = 13 kPa *É quivalente en ré gime non-pulsatile Le rythme cardiaque est un rythme de pression oscillant qui dépend du remplissage du sang dans le coe

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