Analogie SPC-SVT: circulation sanguine et circuit électrique

Félicitations aussi. Quelles questions avez vous posées ?

Je l'ai proposé en type ECE pour ceux qui vont allé en S et en plus détaillé pour les autres
Je leur donnais le problème (enfin les problèmes):

①Nous  allons rechercher la façon dont sont « branchés » les organes entre eux afin de comprendre la façon dont ils sont approvisionnés en nutriments au repos  
② Nous chercherons ce qui est responsable des variations du débit sanguin au niveau des organes qui nécessitent peu de nutriments au moment de l’effort.(Ex : le rein)

En ressources il avait un tableau des débits sanguins de divers organes au repos et à l'effort + un tableau de correspondance matos' électrique/organe à compléter (le sphincter était donné)

Hypothèse, conséquences vérifiables, présentation des résultats et exploitation.


Pour ceux qui avait un travail plus guidé:

Pour l'organisation de la circulation sanguine:

Constat : Indiquer ce que l’on peut dire du débit sanguin des organes au repos.

Hypothèse: Emettre une hypothèse sur la façon dont sont « branchés » les organes  (en lien avec le circuit électrique).
Indiquer les résultats que l’on peut penser obtenir avec le modèle circuit électrique.

Faire le schéma du montage et mettre les valeurs mesurées.

Analyse:
Indiquer ce que l’on observe au niveau des mesures d’intensité.

Expliquer ce qu’on peut en déduire quant à l’organisation des organes dans la circulation sanguine.


Pour les variations à l'effort:

D'après la 1ère partie indiquer quelle lampe modélise le muscle, quelle lampe modélise le rein.

Constat : Indiquer le constat que l’on peut faire sur la variation du débit sanguin dans les capillaires des 2 organes lorsque l’organisme passe à l’effort et que le débit cardiaque augmente.

Hypothèse: Emettre une hypothèse sur la cause de cette variation (surtout au niveau du rein)
Indiquer les résultats que l’on peut penser obtenir avec le modèle électrique.

Faire le schéma du montage + valeurs mesurées (rajouter 0,1A car on admet que l'intensité du courant a augmenté à l'effort)

Analyse:
Indiquer ce que l’on observe au niveau des mesures d’intensité. (comparer aussi avec les résultats de la 1ère partie)

Expliquer ce qu’on peut en déduire la cause de la variation du débit sanguin lors d’un effort au niveau d’un organe nécessitant peu de nutriment (ex : rein) et d’un organe nécessitant beaucoup de nutriment (exemple : muscle).

Conclusion: Compléter le schéma en rajoutant muscle, rein, sphincter.

Merci pour cette réponse détaillée.

MrCailloux a écrit:

Ben93 a écrit:Félicitations pour ce TP réussit.

ci mer Albert ;)En tout cas je le valide pour les prochaines années :P

J'ai quand même espéré pour que tu :
- ne trembles pas et provoque un court-circuit avec les dits tremblements;
- ne transpires pas de stress et qu'une goutte ne tombe sur le circuit.
Bref, la lose quoi.  :Lool: 

Ben93 a écrit:

MrCailloux a écrit:

Ben93 a écrit:Félicitations pour ce TP réussit.

ci mer Albert ;)En tout cas je le valide pour les prochaines années :P

J'ai quand même espéré pour que tu :
- ne trembles pas et provoque un court-circuit avec les dits tremblements;
- ne transpires pas de stress et qu'une goutte ne tombe sur le circuit.
Bref, la lose quoi.  :Lool: 

malgré mes hautes compétences en physique et notamment en élec', j'ai énormément pris sur moi... je n'ai rien laissé paraître... quelques révisions de notions de 4ème la veille et les élèves m'ont pris pour un Dieu de la science maitrisant tous les domaines, les maths la semaine d'avant avec lecture graphique et multiplication de tête, la physique avec le circuit électrique et ses lois basiques, la chimie et la mise en évidence d'une réaction chimique avait déjà été faite il y a quelques mois :lol: :lol: :lol: Comme peut le dire mon pseudo... I rock

comment ça...:

Aranel53 a écrit:
Attention, la notion de "avant" la lampe ou de "après" la lampe n'existe pas non plus ! Dans un circuit simple, on a du courant dans toute la boucle ou on n'en a pas du tout. Le courant ne passe pas "d'abord" quelque part... De la même manière que quand une chaine de vélo tourne, les maillons ne passent pas "d'abord" par le pédalier, ils démarrent tous en même temps ou bien restent tous fixes.

Ce n'est pas strictement vrai : aucune information ne se déplace à vitesse infinie, il y a donc un régime transitoire lors de l'établissement du courant, qui existe bel et bien juste après la fermeture du circuit et pendant lequel l'intensité n'est pas la même partout. Pareil pour la chaîne de vélo, ou même un solide que l'on pousserait. Par exemple, entre le moment ou une barre est poussée à une extrémité et celui ou l'autre extrémité se met en mouvement, il s'écoule un certain temps de l'ordre de l/v, v étant la vitesse de propagation du son dans le matériau.

frdm a écrit:

Aranel53 a écrit:
Attention, la notion de "avant" la lampe ou de "après" la lampe n'existe pas non plus ! Dans un circuit simple, on a du courant dans toute la boucle ou on n'en a pas du tout. Le courant ne passe pas "d'abord" quelque part... De la même manière que quand une chaine de vélo tourne, les maillons ne passent pas "d'abord" par le pédalier, ils démarrent tous en même temps ou bien restent tous fixes.

Ce n'est pas strictement vrai : aucune information ne se déplace à vitesse infinie, il y a donc un régime transitoire lors de l'établissement du courant, qui existe bel et bien juste après la fermeture du circuit et pendant lequel l'intensité n'est pas la même partout. Pareil pour la chaîne de vélo, ou même un solide que l'on pousserait. Par exemple, entre le moment ou une barre est poussée à une extrémité et celui ou l'autre extrémité se met en mouvement, il s'écoule un certain temps de l'ordre de l/v, v étant la vitesse de propagation du son dans le matériau.

Pour un circuit de cette taille il est évident que l'on se place dans l'ARQS : on ne va pas chipoter pour quelques nanosecondes.

plotch a écrit:

frdm a écrit:

Aranel53 a écrit:
Attention, la notion de "avant" la lampe ou de "après" la lampe n'existe pas non plus ! Dans un circuit simple, on a du courant dans toute la boucle ou on n'en a pas du tout. Le courant ne passe pas "d'abord" quelque part... De la même manière que quand une chaine de vélo tourne, les maillons ne passent pas "d'abord" par le pédalier, ils démarrent tous en même temps ou bien restent tous fixes.

Ce n'est pas strictement vrai : aucune information ne se déplace à vitesse infinie, il y a donc un régime transitoire lors de l'établissement du courant, qui existe bel et bien juste après la fermeture du circuit et pendant lequel l'intensité n'est pas la même partout. Pareil pour la chaîne de vélo, ou même un solide que l'on pousserait. Par exemple, entre le moment ou une barre est poussée à une extrémité et celui ou l'autre extrémité se met en mouvement, il s'écoule un certain temps de l'ordre de l/v, v étant la vitesse de propagation du son dans le matériau.

Pour un circuit de cette taille il est évident que l'on se place dans l'ARQS : on ne va pas chipoter pour quelques nanosecondes.

Ce n'est pas la question : c'était présenté comme une vérité absolue, et j'ai juste précisé, non pas pour aranel53 qui sait très bien de quoi il parle, mais pour d'autres lecteurs non spécialistes de la physique, que ce n'est pas le cas.

On est sur le programme de 5ème, c'est vraiment pour le plaisir d'intervenir.

Il m'arrive d’être plus précis sur ce point lorsqu'il y a des questions. Mais sinon, à vouloir être trop précis, on risque de plus les embrouiller que de les aider.

Ce sont des élèves de 5ème...

benjy_star a écrit:On est sur le programme de 5ème, c'est vraiment pour le plaisir d'intervenir.

Il m'arrive d’être plus précis sur ce point lorsqu'il y a des questions. Mais sinon, à vouloir être trop précis, on risque de plus les embrouiller que de les aider.

Ce sont des élèves de 5ème...

Ma remarque ne s'adressait pas aux élèves, mais aux collègues intéressés par le sujet dont la spécialité n'est pas la physique.

Je ne suis pas d'accord : cette notion est assez simple à comprendre pour un élève de 5e.

Et je trouve important d'aller un peu plus loin à l'oral que ce que veut le programme, de montrer que la physique c'est bien plus que choisir l'outil le mieux adapté pour filtrer de l'eau   , surtout en collège. Il faut susciter la curiosité, donner envie de faire de la physique.

Les programmes du secondaire me semblent obnubilés par la mesure, la démarche scientifique. Il faut pouvoir mesurer, déduire, induire, "tout prouver"...
Je crois que nous, professeurs de physique, avons un rôle de conteur à jouer : raconter l'histoire des notions, des découvertes, décrire "la vie intime" des particules sans rentrer dans le formalisme, etc. Faire rêver ?

Niht a écrit:Je ne suis pas d'accord : cette notion est assez simple à comprendre pour un élève de 5e.

Et je trouve important d'aller un peu plus loin à l'oral que ce que veut le programme, de montrer que la physique c'est bien plus que choisir l'outil le mieux adapté pour filtrer de l'eau   , surtout en collège. Il faut susciter la curiosité, donner envie de faire de la physique.

Les programmes du secondaire me semblent obnubilés par la mesure, la démarche scientifique. Il faut pouvoir mesurer, déduire, induire, "tout prouver"...
Je crois que nous, professeurs de physique, avons un rôle de conteur à jouer : raconter l'histoire des notions, des découvertes, décrire "la vie intime" des particules sans rentrer dans le formalisme, etc. Faire rêver ?

J'aime bien ton état d'esprit, et je partage ton point de vue .

frdm a écrit:

benjy_star a écrit:On est sur le programme de 5ème, c'est vraiment pour le plaisir d'intervenir.

Il m'arrive d’être plus précis sur ce point lorsqu'il y a des questions. Mais sinon, à vouloir être trop précis, on risque de plus les embrouiller que de les aider.

Ce sont des élèves de 5ème...

Ma remarque ne s'adressait pas aux élèves, mais aux collègues intéressés par le sujet dont la spécialité n'est pas la physique.

Mes excuses alors !

Niht a écrit:Je ne suis pas d'accord : cette notion est assez simple à comprendre pour un élève de 5e.

Et je trouve important d'aller un peu plus loin à l'oral

Entièrement d'accord avec ça.

A propos du schéma de Mr cailloux posté le Dim 30 Mar 2014 à 13:49:
je ne comprends pas très bien l'intérêt ici du schéma électrique.
D'autant que le schéma proposé semble confondre le concept d'impédance et d'admittance: l'application de la loi d'ohm aux bornes des objets dessinés nécessite que Z diminue pour que I augmente c'est à dire que Y=1/Z augmente.
L'analogie que vous souhaitez exprimer nécessite donc que l'augmentation de l'effort musculaire liée à celle de l'activité des muscles et de leur irrigation puisse être comparée plutôt à l'augmentation de l'admittance en siemens (Y) et de l'afflux de charges (courant)en ampere (I).
des dipoles simples permettant d'augmenter facilement l'admittance existent:
A)une photorésistance éclairée voit sa résistance diminuée (= son admittance en siemens augmentée) lorsqu'on l'éclaire davantage.
B)2 bornes d' un simple potard peuvent par ailleurs suffire en le câblant et en le graduant en siemens croissants.

S'il ne s'agit que de répondre aux questions de ce schéma:
1) A ou B qui est vrai?
réponse :
Si les lampes sont identiques: ni l'un  ni lautre  car I1=I2
Si L1 est une lampe de 6V 0.3A et L2 une lampe de 6V 0.1 A alors I1>I2

2) C ou D qui est vrai?
les 2 sont faux:
I1=I'1
Si tu jouais sur les admittances plutôt que sur les résistances , tu pourrais éventuellement , à partir des caractéristiques du générateur avoir:
I'1 légèrement inférieur à I1

3) question en dehors du schéma:( quelle lampe représenterait alors le rein et l'autre le muscle)
La lampe ou tu ajoutes une résistance présentera un courant moindre.
le courant de l'autre  sera identique .

question à mon tour: comment comptes-tu représenter l'augmentation de l'afflux au niveau du muscle?
(cf mes premiers propos plus haut)


On pourrait pourtant , pour expliquer le principe de fonctionnement du coeur, faire un montage simple avec 2x2 DEL en tête-bêche qui mettraient en évidence l'alternance entre le circuit chargeant le sang en oxygène et celui permettant de décharger cet oxygène dans les organes.
les 2 circuits du coeur correspondraient alors aux alternances positives et négatives du générateur.
1) les DEL bleues  symbolisant un sang appauvri en oxygène et les rouges un sang enrichi , la première alternance se charge d'envoyer le sang aux poumons récupérer l'O2.
2)dans l'autre alternance les différents organes sont irrigués: reins et muscles par exemple et le sang chargé en O2 au dépard (diode rouge) a perdu la plus grande partie de son oxygène (DEL bleue). on ajouterait dans un des sous-circuit de cette alternance 2 autres DEL si besoin montrant la modulation des irrigations selon l'effort: l'une en série avec une petite résistance et l'autre avec un potard ou une photodiode pour repésenter les muscles.


3) pour faire en sorte que l'ampèremètre indique une diminution de l'intensité au niveau du sous circuit de la DEL jaune du rein , on peut alors , insidieusement, jouer sur les caractéristiques techniques des GTBF , qui sont le plus souvent limités au niveau du débit max de courant.

ps: je vous joint un ptit schéma pour illustrer juste la partie coeur.