T.P. Organisme 1 : Relation entre activité physique, rythme cardiaque et respiration.

Objectif : On cherche a montrer que lors d'un effort physique, l'activité cardiaque et respiratoire est modifiée. On cherche pour cela à obtenir et présenter des données exploitables.

1er point : Dispositif de mesure de la fréquence cardiaque.

La mesure de la fréquence cardiaque (en nombre de battements cardiaques par minute) se fera par EXAO, grâce aux consoles VERNIER branché à un capteur ECG.

Ce capteur enregistre un Electrocardiogramme (ECG), c'est à dire l'activité electrique du coeur. Pour chaque battement du coeur, le capteur enregistre sur l'ECG l'activité électrique suivante :

d'aprés Suzy Hertzog LPO Colmar.

La procedure pour obtenir un enregistrement ECG est expliquée dans la fiche technique vernier ECG.

A partir de l'enregistrement ECG, il est possible de déterminer la période cardiaque T(temps entre deux battements cardiaques en seconde) et donc la fréquence cardiaque F (nombre de battements cardiaques par minute) avec F = 60/T

2e point : Dispositif de mesure de la fréquence respiratoire.

Afin de déterminer la fréquence respiratoire, il est nécessaire de comprendre qu'elle correspond au nombre de cycles respiratoires (1 inspiration + 1 expiration = 1 cycle) réalisés par minutes.

La fréquence respiratoire est souvent difficile à déterminer de manière directe chez une personne. Afin de faciliter sa détermination, il suffit de coller un petit bout de papier au bout du nez du sujet (Pas trop long pour ne pas être aspiré par la bouche, pas trop court pour être mis en mouvement par l'air expiré, bouche ou nez) qui va se déplacer au rythme des inspirations et des expirations.

d'après site de l'académie de Poitiers

Un élève met le bout de papier sur le nez (c'est le cobaye) et un élève compte le nombre de cycles respiratoires réalisés en 1 minute.

3e point : Caractéristiques du volume courant.

Le volume courant correspond au volume d'air inspiré puis expiré lors d'un cycle respiratoire. Il s'exprime en litres.

Le volume courant d'une personne au repos est de 0,5 L par cycle respiratoire. Lors d'un effort modéré de 30 flexions sur place, le volume courant passe à 0,7 L par cycle respiratoire.

TRAVAIL 1 : A l'aide des dispositifs fournis, proposez une démarche experimentale qui montre que l'activité physique entraine une augmentation du rythme cardiaque et du rythme respiratoire (la seule activité physique autorisée en classe est un exercice modéré de 30 flexions sur place). (CA3.1)

TRAVAIL 2 : Réalisez la démarche proposée (CA2.1) et déterminez la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire, et le débit ventilatoire (volume d'air renouvelé dans les poumons par minute) au repos et après une activité modérée (CA2.3).

TRAVAIL 3 : Présentez vos résultats sous la forme d'un tableau (CA2.4).

TRAVAIL 4 : Rédigez une conclusion argumentée à partir des résultats qui montre que l'activité physique entraine une modification de certains paramètres cardiaques et respiratoires. (CA3.3 & CA4)