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Niveau: Secondaire, Lycée
Bac Pro indus 1/4 EXERCICES SUR L'ÉNERGIE MÉCANIQUE Exercice 1 On procède à un essai de résilience sur une éprouvette E à l'aide d'un mouton pendule dit de Charpy. Le marteau est lâché sans vitesse initiale à partir d'une position horizontale ; on note G0 la position initiale du centre de gravité. Le centre de gravité décrit l'arcq0G E , et, après rupture de l'éprouvette, décrit l'arcpEG . Données Masse du bras marteau m = 40 kg. Intensité de la pesanteur g = 10 N. kg-'. Angle de remontée ? = 20°. Longueur: OG0 = 800 mm. Section de l'éprouvette S = 0,7 cm?. 1) Calculer le travail W, du poids PJG du marteau de G0 à E avant rupture de l'éprouvette. 2) Après le choc, le marteau s'écarte de l'angle? . a) Calculer OH à 1 mm près. b) En déduire h2. c) Calculer le travail W2 résiduel (après choc) du poids P JG du marteau de E à G'. 3)a) Calculer l'énergie W = W1 – W2 Sous quelles formes cette énergie W se manifeste-t-elle ? b) On suppose maintenant que toute l'énergie absorbée W correspond au travail de rupture Wa de l'éprouvette E ; calculer la résilience K de l'échantillon en J.

instant

rotor entre les instants t0

phase de démarrage du moteur

rupture de l'éprouvette

moteur électrique

moments moteur

energie cinétique

marteau juste avant la rupture de l'éprouvette

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http://maths-sciences.frBac Pro indusEXERCICES SUR L’ÉNERGIE MÉCANIQUE Exercice 1On procède à un essai de résilience sur une éprouvette E à l'aide d'un mouton pendule dit de Charpy. Le marteau est lâché sans vitesse initiale à partir d'une position horizontale ; on noteG0 la position initiale du centre de gravité. Le centre de gravité décrit l’arcG E, et, après rupture de 0 l'éprouvette, décrit l’arcEG. Données Massedu bras marteau m= 40 kg. Intensitéde la pesanteur g=10N. kg-'. Anglede remontée =20°. Longueur: OG0= 800 mm. Sectionde l'éprouvette Scm²= 0,7.JG 1) Calculer le travail W, du poidsPdu marteau deG0àEavant rupture de l'éprouvette. 2) Après le choc, le marteau s'écarte de l’angleθ. a) CalculerOHà 1 mm près. b) Endéduireh2. JG c) Calculerle travail W2résiduel (après choc) du poidsPdu marteau deEàG'. 3)a) Calculer l'énergie W = W1– W2 Sousquelles formes cette énergie W se manifeste-t-elle ? b) On suppose maintenant que toute l'énergie absorbée W correspond au travail de rupture Wa -2 de l'éprouvetteE; calculer la résilienceK.de l'échantillon en J.cm W a On donne :K=S 4) En appliquant le théorème de l'énergie cinétique entreG0etE, calculer la vitesse linéaire maximale acquise par le marteau juste avant la rupture de l'éprouvette (on néglige les frottements). (D’après sujet de Bac Pro structures métalliques Session 1991)

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