Aurélie 29/06/10
 

 

Mécanique, écoulement des fluides et traceur radioactif : bac St2S Antilles  2010

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Mécanique :
L'élève a une masse corporelle  m = 45 kg.
La voiture qui transporte l'élève roule à  la vitesse de 90 km/h soit 25 m/s. L'élève calcule sa propre énergie cinétique noté Ec à cette vitesse et trouve Ec = 14062 J.
Montrer que ce calcul est exact.
Ec = ½mv2 = 0,5*45*252 =14062 J.
Arrivée à l'hopital, l'élève doit se rendre au 4è étage. Elle décide de prendre l'ascenseur. Chaque étage à une hauteur  de 3 m et on suppose que g = 10 N/kg. Elle décide de calculer le travail, noté W, effectué par son poids lors de cette montée.
Le travil  du poids est-il résistant ou moteur ?
En montée, le travail du poids est résistant.



Calculer le travail du poids.
W = - mgh avec h = 3*4 = 12 m
W = -45*10*12 = -5400 J.
 

Injection du liquide.

L'infirmière injecte à l'élève, par voie intraveineuse un liquide contenant un traceur radioactif à l'aide d'une seringue.
La pression sanguine de sa veine est PS = 720 Pa
Quelle pression minimale p, l'infirmière devrait-elle exercer sur le piston de la seringue pour injecter le liquide radioactif dans sa veine
?
La pression à exercer sur le piston doit être légèrement supérieure à 720 Pa.
L'aire S du piston de la seringue est égale à 1,5 cm2. En fait l'infirmière doit exercée  une pression P= 3200 Pa de façon à vaincre la perte de charge dans l'aiguille qui est très fine.

Calculer la valeur de la force F qu'exerce le pouce de l'infirmière sur le piston et préciser son unité dans le système international (SI)
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F =  P  S avec S = 1,5 10-4 m2.
F = 3200 *
1,5 10-4 =0,48 N.






La scintigraphie osseuse.
Après 3 heures d'attente, l'examen de scintigraphie osseuse de son genou est effectué. Le liquide injecté à l'élève contient un traceur radioactif : le Technétium.
Donner le nom des constituants du noyau d'un atome.
Protons et neutrons.
Le Technétium est radioactif ß-. Sa désintégration s'accompagne d'une émission g.
Quelle est la nature de cette émission de type g ?
Les rayons gamma font partie des ondes électromagnétiques ; ils sont encore plus énergétiques que les rayons X.
On précise ci-dessous les propriétés du Technétium :
- forte fixation osseuse, faible fixation extra-osseuse ;
- élimination urinaire rapide du produit non fixé ;
- demi vie T = 6 h,
- activité à injecter : 3,7 à 11,1 MBq par kg de masse osseuse,
- scintigraphie : 1h30 à 4 h après l'injection.
Donner une raison du choix de ce radioélément pour effectuer une scintigraphie osseuse.
Le technétium est un émetteur gamma qui se fixe essentiellement sur les os et
sa durée de vie est courte.
Définir la période ( demi-vie ) d'un échantillon radioactif.
La demi-vie T ( ou t½) est la durée au bout de laquelle l'activité initiale est divisée par deux.









On considère qu'un échantillon radioactif est inactif après une durée égale à 20 fois sa période.
Le produit injecté à l'élève est-il actif au bout de deux jours ?
T = 6 h ; 20*6 = 120 heures = 5 jours.
Au bout de deux jours, le produit injecté est encore actif.
Sur l'ordonnance le médecin prescrit une dose à injecter d'une activité de 9,5 MBq kg-1.
Montrer par un calcul que l'infirmière doit injecter à l'élève une dose initiale A0 = 427,5 MBq.
Masse de l'élève m = 45 kg
A0 = 45*9,5 = 427,5 MBq.
  Calculer l'activité A1 de cette dose 6 heures après l'injection.
Au bout d'une période, l'activité initiale est divisée par 2.
A1 =½A0 = 0,5 *427,5 = 213,8 MBq.







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