Description d'un fluide au repos. |
|
|
![]() |
DS N° 01 (30 min) : La manœuvre de Valsalva |
Lorsqu’on s’immerge, la pression de l’eau au niveau de l’oreille externe augmente. Elle devient supérieure à la pression de de l’air dans l’oreille moyenne égale à la pression atmosphérique. Le tympan se déforme ce qui provoque une douleur vive. Pour pallier ce phénomène, il existe la manœuvre de VALSALVA. Elle consiste à souffler par le nez tout en le pinçant et en maintenant la bouche fermée. La trompe d’Eustache s’ouvre et de l’air entre dans l’oreille moyenne. Les
pressions entre les oreilles externe et moyenne s’équilibrent. Les coordonnées verticales des positions sont repérées sur un axe Oz
orienté vers le haut et dont l’origine est la surface de l’eau. 1. Un plongeur s’immerge en position B et se stabilise à une profondeur de 10 m. Calculer la pression PB
à la position B en utilisant la loi fondamentale de la statique
des fluides :
-
PB
– PA =
ρ .
g (zA
– zB) 2.
Calculer la valeur F de la force
pressante exercée par l’eau sur le tympan du plongeur dont la surface
est S = 80 mm2. 3.
Représenter en indiquant l’échelle choisie la
force pressante
4.
On suppose que la trompe d’Eustache du plongeur
ne s’ouvre pas lors de son
immersion. a.
Calculer la valeur F’ de la force
pressante exercée par l’air de l’oreille
moyenne sur le tympan avant d’effectuer la manœuvre
de VALSAVA. b.
Justifier la déformation du tympan à l’origine
de la douleur.
-
Données :
-
Masse volumique de l’eau :
ρeau = 1,0 × 103
kg . m–3
-
Intensité de la pesanteur :
g = 9,81 N . kg–1.
-
La pression atmosphérique :
Patm = 1,013 ×
105 Pa.
|
1.
Valeur de la pression PB à la
position B en utilisant la loi fondamentale de la statique des fluides :
-
Schéma :
-
PB
– PA =
ρ .
g (zA –
zB)
-
En sachant que pour
z = 0, P0 =
Patm
-
P
– P0 =
ρ . g (0 –
z)
-
P
=
Patm
– ρ .
g .
z
-
Dans ce cas :
-
zB
= – 10 m
-
P
=
Patm
– ρ .
g .
z
-
PB
= 1,013 × 105
– 1,0 × 103 × 9,81 ×
(– 10)
-
PB
≈ 1,99 × 105
Pa
-
PB
≈ 2,0 × 105
Pa 2.
Valeur F de la force pressante exercée
par l’eau sur le tympan du plongeur.
-
Surface du tympan :
S = 80 mm2
-
F
= PB .
S
-
F
= PB .
S
-
F
≈ 2,0 × 105 × 80 × 10–6
-
F
≈ 15,9 N
-
F
≈ 16 N 3.
Représentation de la force pressante
-
Échelle : 1 cm ↔ 4 N
-
Longueur du représentant :
ℓF = 4 cm 4.
La trompe d’Eustache : a. Valeur F’ de la force pressante exercée par l’air de l’oreille moyenne sur le tympan avant d’effectuer la manœuvre
de VALSAVA.
-
La pression dans l’oreille moyenne :
-
P’
= Patm = 1,013 × 105 Pa
-
F’
= P’ . S
-
F’
≈ 1,013 × 105 × 80 × 10–6
-
F’
≈ 8,10 N
-
F’
≈ 8,1 N b.
La déformation du tympan à l’origine de la
douleur.
-
Schéma :
-
Le tympan est soumis aux forces
-
De même direction,
-
De sens opposés
-
Avec
F >
F’. - En conséquence, le tympan se déforme sous l’effet de la résultante des forces
-
-
Schéma :
-
FR
= F –
F’ = 16 – 8,1
-
FR
≈ 7,9 N - La déformation du tympan, due à cette force résultante, est à l’origine
de la douleur.
|
|