Le marteau frappeur
Un marteau de
masse m = 2,0 kg tombe d’une
hauteur z =20,0 cm sur un objet en aluminium de masse m’= 500 g. La vitesse
initiale vo du marteau est nulle.
L’objet est placé à l’altitude référence zo.
Le mouvement vertical est supposé sans frottement.
1. Quelles sont les différents transferts
d’énergie au cours du mouvement ?
2. Calculer le travail du poids W du marteau-pilon au cours de la chute.
3. En déduire l’énergie cinétique Ec2
du marteau au moment de l’impact (Ec1 correspondant à l’énergie
cinétique initiale).
4. On suppose que 100 %
de l’énergie du marteau est transformée en énergie thermique Q fournie à
l’objet, , calculer Q si le marteau
répète son mouvement 1000 fois.
5. La capacité thermique massique de l’aluminium c
= 904 J.kg.°C-1 est égale à l’énergie thermique qu’il faut apporter
à un kilogramme d’aluminium pour élever sa température de 1°C . A partir
de l’unité de c trouver une formule liant la masse m d’aluminium , l’énergie
thermique Q apportée à l’aluminium et l’élévation de température 
.
6. En déduire l’élévation de température de
l’objet lorsqu’il est frappé 1000 fois par le marteau
- Données : g = 9,80 N.kg-1