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Solution désinfectante (1)

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Dans cette vidéo, Mathis de Studio explique comment réaliser un titrage acido-basique suivi par conductimétrie pour déterminer la quantité d'acide lactique dans une solution désinfectante. Il propose un protocole expérimental pour préparer 100 ml de solution désinfectante diluée cinq fois en utilisant une pipette jaugée, une pro-pipette et une fiole jaugée. Il explique également comment calculer la concentration de l'acide lactique avant la dilution en utilisant la formule d'équivalence et le facteur de dilution, et comment déterminer le volume équivalent et la concentration avec une incertitude type. Mathis utilise un langage simple et clair pour rendre le cours SEO friendly.

Observation de la Lune depuis la Terre (1)

Dans cette vidéo, nous abordons la deuxième partie des exercices à choisir en lien avec la chimie et la physique. Le premier exercice explore l'observation de la Lune depuis la Terre, avec des mots clés tels que orbite, période de révolution, lunettes astronomiques et grossissement. Nous expliquons la notion de face cachée de la Lune en nous plaçant dans un référentiel géocentrique, en utilisant des données telles que la vitesse de la Lune sur son orbite et sa période de rotation propre. Nous établissons l'expression de sa période de révolution autour de la Terre et calculons sa valeur, puis comparons cette période avec sa période de rotation propre pour montrer que le temps que la Lune met à faire le tour de la Terre est le même que le temps qu'elle met pour tourner autour d'elle-même. Nous expliquons ensuite pourquoi on parle de la face cachée de la Lune en analysant la position de la Lune et du point P aux dates PL sur 4, PL sur 2 et 3 PL sur 4, et montrant que le point P est toujours diamétralement opposé à notre point d'observation, donnant ainsi le nom de face cachée de la Lune à cette zone.

Observation de la Lune depuis la Terre (2)

Le cratère Tichot est situé dans l'hémisphère sud de la Lune. Il a été formé par l'impact d'un astéroïde il y a environ 100 millions d'années et a un diamètre de 86 km. Le cratère est occupé par un ensemble de montagnes, avec un piton central culminant à plus de 2000 mètres d'altitude. L'objectif de cette deuxième partie de la vidéo est de concevoir une lunette astronomique permettant d'observer les détails de la surface lunaire depuis la Terre. On nous donne des données comme la distance moyenne Terre-Lune et le pouvoir séparateur de l'œil humain. Pour calculer l'angle sous lequel le cratère Tichot est vu depuis la Terre, on utilise la relation qui lie la tangente de l'angle avec la distance Terre-Lune et la distance AB qui représente le diamètre du cratère. On trouve un angle de 2.2 radians, ce qui signifie que le cratère n'est pas discernable à l'œil nu. Ensuite, on aborde la construction d'une lunette astronomique. On utilise deux lentilles minces convergentes, dont une joue le rôle d'objectif et l'autre d'oculaire. On construit la marche du faisceau lumineux à travers la lunette en utilisant les règles de l'optique. On obtient une image intermédiaire, puis l'image finale à travers la lunette. La lunette est qualifiée d'afocale, ce qui signifie que l'image se situe à l'infini et que l'œil n'a pas besoin d'accommoder. Cela facilite les mesures, car l'image est toujours à la même distance. Le grossissement de la lunette est donné par le rapport entre l'angle d'observation (θ') et l'angle d'incidence (θ). On peut également exprimer le grossissement en fonction des distances focales des lentilles utilisées. Enfin, on se penche sur la détermination de la distance focale de l'oculaire nécessaire pour distinguer les montagnes du cratère Tichot. On utilise la formule du grossissement, mais cette fois-ci on pose θ égal à la distance du détail des montagnes. On obtient une distance focale de l'oculaire de 4 cm, qui correspond à la limite pour distinguer les montagnes avec le pouvoir séparateur de l'œil humain.

Défibrillateur cardiaque implantable

Dans ce cours, nous abordons le fonctionnement d'un défibrillateur cardiaque implantable. Cette méthode permet de régulariser le rythme cardiaque en appliquant un choc électrique bref au cœur du patient. Le défibrillateur contient une pile au lithium, des circuits électroniques, des condensateurs et des électrodes. Le fonctionnement du défibrillateur se compose de deux phases, une phase de charge du condensateur et une phase de décharge qui permet l'application d'un choc électrique. Nous établissons également une équation différentielle pour la tension UC de T lors de la phase de décharge, qui nous permet de déterminer le temps caractéristique. Enfin, nous représentons l'allure de la tension au bord du condensateur lors d'un cycle complet de charge et de décharge.

Atterissage du premier étage d’une fusée

Bonjour à tous, dans cet exercice, nous allons étudier l'atterrissage du premier étage d'une fusée. Il s'agit d'un exercice de mécanique portant sur la description d'un mouvement, le vecteur vitesse, l'équation horaire et la seconde loi de Newton. Après la séparation entre le premier et le second étage, le premier étage de la fusée revient sur Terre et doit atterrir en douceur avec une composante verticale de la vitesse inférieure à 6 m/s. Le mouvement du premier étage de la fusée est étudié à proximité du sol après le déploiement du train d'atterrissage. Les graphiques 1 et 2 montrent l'évolution de la vitesse et de l'altitude du point M en fonction du temps. Nous pouvons déterminer l'accélération qui est positive car le premier étage de la fusée ralentit lors de sa descente. Les forces qui s'exercent sur le premier étage de la fusée sont le poids, la force de propulsion du moteur et les forces de frottement. L'équation horaire du mouvement peut être établie en primitivant la vitesse en fonction du temps. Lorsque le premier étage touche le sol, sa vitesse est de -0,44 m/s, ce qui confirme que l'atterrissage s'effectue en douceur car la valeur absolue de la vitesse est inférieure à 6 m/s.

Solution désinfectante (1)

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Solution désinfectante (2)

Dans cette vidéo, Matisse du Studio aborde l'exercice de titrage de l'acide lactique dans une solution désinfectante. Avant de commercialiser le produit, un laboratoire réalise un test de qualité en utilisant un titrage acido-basique suivi par conductimétrie après avoir dilué la solution. Le but de l'exercice est de proposer un protocole expérimental pour préparer 100 ml de solution désinfectante diluée 5 fois. Pour cela, il faut utiliser une pipette jaugée, une fiole jaugée et de l'eau distillée. En utilisant le facteur de dilution, on détermine que 20 ml de la solution de base doivent être prélevés. Le protocole consiste ensuite à prélever ces 20 ml de solution à l'aide de la pipette jaugée, à les verser dans la fiole jaugée de 100 ml et à compléter jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée. Ensuite, dans un bécher de 250 ml, on introduit 20 ml de la solution désinfectante diluée et on ajoute 150 ml d'eau distillée. Le titrage est réalisé en utilisant une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration CB. On doit écrire l'équation de la réaction de titrage, qui est une réaction acide-base où l'acide AH réagit avec l'hydroxyde HO- pour former l'ion A- et de l'eau H2O. On doit également interpréter qualitativement le changement de pente de la courbe de titrage observé à proximité de l'équivalence. On explique que ce changement est dû aux conductivités ioniques molaires des différentes espèces présentes dans le bécher. La concentration de HO- augmente plus rapidement que celle de A-, ce qui entraîne une augmentation plus importante de la conductivité. Enfin, on nous demande de déterminer graphiquement la valeur du volume à l'équivalence et d'évaluer la concentration de la solution en acide lactique avant dilution. En traçant les deux segments de droite sur le graphe, on trouve que le volume à l'équivalence est de 8,6 ml. En utilisant la formule de concentration diluée, on trouve une concentration en acide lactique de 0,22 mol/L, avec une incertitude de 0,03 mol/L. En résumé, cette vidéo présente un exercice de titrage acido-basique suivi par conductimétrie pour déterminer la concentration de l'acide lactique dans une solution désinfectante. Elle explique également comment préparer une solution diluée et interpréter les résultats du titrage.

Observation de la Lune depuis la Terre (1)

Dans cette vidéo, on aborde le sujet de l'observation de la Lune depuis la Terre. On présente les mots-clés importants tels que orbite, période de révolution, lunette astronomique et grossissement. Ensuite, on procède à la correction de l'exercice, en commençant par expliquer les différentes caractéristiques de la Lune que l'on peut observer depuis la Terre. On mentionne également qu'il existe plusieurs millions de cratères, bien que l'on puisse en voir seulement plusieurs dizaines de milliers depuis notre planète. La première partie de l'exercice consiste à comprendre l'expression "la face cachée de la Lune". On se place dans un référentiel géocentrique, où l'origine est le centre de la Terre. On précise les différentes données nécessaires à l'étude, telles que la constante de gravitation, la distance moyenne entre la Terre et la Lune, la base de la Terre, et la vitesse du centre de la Lune sur son orbite. La première question de l'exercice demande d'établir l'expression de la période de révolution de la Lune autour de la Terre, puis de calculer sa valeur. On utilise la vitesse de la Lune et la distance terrestre pour déterminer cette période. On obtient finalement une valeur numérique de 2,37 x 10^6 secondes. La deuxième question consiste à comparer cette période de révolution avec la période de rotation de la Lune sur elle-même. En calculant le rapport entre ces deux valeurs, on trouve une valeur proche de 1. Cela signifie que la Lune met presque autant de temps à faire le tour de la Terre qu'à effectuer une rotation complète sur elle-même. La troisième question demande d'ajouter la position de la Lune et du point P, qui sert à traquer la rotation de la Lune, aux différentes dates indiquées dans le schéma fourni. On justifie également pourquoi on parle de la face cachée de la Lune dans le cadre de ce modèle simplifié. En observant le schéma, on réalise que le point P est toujours diamétralement opposé au point d'observation depuis la Terre. Ainsi, peu importe où l'on se trouve sur Terre, le point P est toujours "caché" et tourné vers l'opposé de nous, d'où l'appellation de "face cachée de la Lune". En conclusion, cet exercice permet d'aborder de manière ludique et intéressante le langage commun et les concepts de l'observation de la Lune. On utilise des outils de bases en physique pour expliquer des concepts puissants. C'est un début d'exercice très plaisant qui présente des questions stimulantes.

Observation de la Lune depuis la Terre (2)

Dans cette vidéo, Mathis parle du cratère Tichot, situé dans l'hémisphère sud de la Lune. Il nous donne des informations sur sa création, ses dimensions, et ses montagnes. Ensuite, il explique l'objectif de la deuxième partie de l'exercice, qui est de concevoir une lunette astronomique permettant d'observer les détails de la surface lunaire depuis la Terre. Il donne des données sur la distance Terre-Lune et le pouvoir séparateur de l'œil humain. Il utilise ces informations pour calculer l'angle sous lequel le cratère Tichot est vu depuis la Terre et détermine qu'il est impossible de distinguer ses contours à l'œil nu. Il explique ensuite comment une lunette astronomique fonctionne, et comment les lentilles jouent le rôle de l'objectif et de l'oculaire. Il décrit ensuite la marche du faisceau lumineux à travers la lunette et comment l'image se forme à l'infini. Il explique que la lunette est qualifiée d'afocale car elle ne nécessite pas d'accommodation de l'œil et situe l'image à l'infini. Il donne la formule du grossissement de la lunette en fonction des angles θ et θ' et explique l'intérêt de construire une lunette astronomique qui grossit les images. Enfin, il aborde un problème de résolution concernant la distance focale de l'oculaire pour pouvoir distinguer les montagnes du cratère Tichot et explique la démarche à suivre pour trouver la valeur limite de cette distance focale. Il conclut en soulignant l'intérêt de cet exercice qui aborde plusieurs points sur la dynamique céleste.

Défibrillateur cardiaque implantable

Dans ce troisième exercice, nous abordons le sujet de la défibrillation cardiaque implantable. Nous nous intéressons plus particulièrement à la charge et à la décharge d'un condensateur, au temps caractéristique et à l'équation différentielle. La défibrillation est une méthode utilisée pour réguler le rythme cardiaque. Elle consiste à appliquer un choc électrique bref au cœur du patient. Un défibrillateur interne est un petit boîtier implanté dans le corps du patient. Il est composé d'une pile au lithium qui fournit l'énergie nécessaire au dispositif, de circuits électroniques qui analysent le rythme cardiaque et déclenchent un choc si nécessaire, de condensateurs qui stockent l'énergie du choc, et d'électrodes qui relient le dispositif au cœur. Le fonctionnement du défibrillateur se divise en deux phases. Dans la première phase, le condensateur se charge lorsque l'interrupteur K1 est fermé et K2 est ouvert. Dans la deuxième phase, le condensateur se décharge lorsque K2 est fermé et K1 est ouvert, et c'est à ce moment-là que le choc électrique est appliqué. Quatre graphiques représentent les différentes évolutions possibles de la tension aux bornes du condensateur en fonction du temps lors de la première phase. On peut éliminer les graphiques 1 et 2 car le condensateur n'est pas initialement déchargé. Le graphique 4 est également incorrect car il montre une tension de 800 V à la fin de la phase, ce qui n'est pas possible. Le graphique 3 correspond à l'évolution de la tension. L'équation différentielle vérifiée par la tension UC lors de la deuxième phase peut s'écrire comme suit : RC * dUC/dt + UC = 0, où RC est le temps caractéristique du circuit RC. Le temps caractéristique tau peut être exprimé en fonction de R et C, et sa valeur est calculée à 0,5 millisecondes. En utilisant la condition initiale selon laquelle la tension au bord du condensateur UC en T1 est égale à 800 volts, on peut déterminer la valeur du paramètre A de la solution de l'équation différentielle. A est égal à 800 volts. La durée approximative du choc électrique peut être estimée en utilisant le temps caractéristique. Par convention, on considère que le régime permanent est atteint après environ 5 fois le temps caractéristique. Donc, la durée approximative du choc électrique est d'environ 2,5 millisecondes. Enfin, l'allure de la tension au bord du condensateur en fonction du temps lors d'un cycle complet charge-décharge peut être représentée par une phase de charge suivie d'une phase de décharge.