Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé

Fiche d’exercices de Rotation d’un solide gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
Or = 0,1 mL = 1 m1,1 m4 kg7 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4 kg, 1 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 7 kg et de rayon 0,1 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 1,1 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4 kgL = 1 mmsphere = 7 kgr = 0,1 md = 1,1 m
IO = kg·m²
2.Facile
L = 1,3 mGOd = 0,3 mm = 3,5 kg

Une barre mince homogène de masse 3,5 kg et de longueur 1,3 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,3 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 3,5 kgL = 1,3 md = 0,3 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 2,1 mm = 4,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 4,5 kg et de longueur 2,1 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez son accélération angulaire α juste après le lâcher.

m = 4,5 kgL = 2,1 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Moyen
n = 1200 rpmP = 180 kW

Un arbre transmet 180 kW à 1200 rpm. Trouvez le couple T dans l’arbre.

P = 180 kWn = 1200 rpm
T = N·m
5.Difficile
220 m/s5 g2 mL = 2 m6 kg

Une barre mince homogène de masse 6 kg et de longueur 2 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 5 g se déplaçant horizontalement à 220 m/s frappe la barre à 2 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 6 kgL = 2 mm = 5 gv = 220 m/sd = 2 m
ω = rad/s
6.Difficile
560 m/s20 g0,32 mL = 0,8 m9 kg

Une barre mince homogène de masse 9 kg et de longueur 0,8 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 20 g se déplaçant horizontalement à 560 m/s frappe la barre à 0,32 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 9 kgL = 0,8 mm = 20 gv = 560 m/sd = 0,32 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. IO = 9,831 kg·m²
  2. 2. IO = 0,8079 kg·m²
  3. 3. α = 7,007 rad/s²
  4. 4. T = 1432 N·m
  5. 5. ω = 0,2743 rad/s
  6. 6. ω = 1,865 rad/s

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