Un marteau de kg frappe un clou à

Exercice d'entraînement · niveau 1 (application) · physique (première), chapitre 6 — Aspects énergétiques des phénomènes mécaniques · Théorème de l'énergie cinétique

Énoncé

Un marteau de $0, 80$ kg frappe un clou à $6, 0 m / s$ ; le clou s'enfonce de $12$ mm et le marteau s'arrête.

Calculer l'énergie cinétique du marteau juste avant l'impact.
En déduire la force moyenne exercée sur le clou.
Comparer au poids du marteau.

Corrigé

1. $E_{c} = \frac{1}{2} \times 0, 80 \times 6, 0^{2} = 14 J$ . <br> 2. Théorème de l'énergie cinétique : $0 - 14, 4 = - F \times 0, 012$ , d'où

$F = \frac{14 , 4}{0 , 012} = 1, 2 \times 1 0^{3} N .$

3. $P = 0, 80 \times 9, 8 = 7, 8 N$ : la force du marteau vaut $1, 5 \times 1 0^{2}$ fois son poids. Poser simplement le marteau sur le clou ne l'enfoncerait évidemment pas : ce qui enfonce, c'est l'énergie cinétique restituée sur une très courte distance.

Contrôle : homogénéité, $\frac{J}{m} = N$ ✓.

Piège : laisser l'enfoncement en millimètres. On trouverait $1, 2 N$ , mille fois trop peu.

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