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 = 0,05 mL = 1 m1,05 m2,5 kg10 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (2,5 kg, 1 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 10 kg et de rayon 0,05 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 1,05 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 2,5 kgL = 1 mmsphere = 10 kgr = 0,05 md = 1,05 m
IO = kg·m²
2.Facile
L = 2,6 mGOd = 0,5 mm = 4 kg

Une barre mince homogène de masse 4 kg et de longueur 2,6 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,5 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 4 kgL = 2,6 md = 0,5 m
IO = kg·m²
3.Moyen
0 → 3000 rpmI = 2 kg·m²

Un moteur amène un volant d’inertie de moment d’inertie 2 kg·m² du repos à 3000 rpm en 47 s. En négligeant les pertes, trouvez la puissance moyenne Pavg qu’il fournit, en kW.

I = 2 kg·m²n = 3000 rpmt = 47 s
Pavg = kW
4.Moyen
n = 2100 rpmT = 1460 N·m

Un moteur fournit un couple de 1460 N·m à 2100 rpm. Trouvez sa puissance de sortie P en kW.

T = 1460 N·mn = 2100 rpm
P = kW
5.Difficile
1 m/sω

Un corps (sphère creuse) de masse 17,5 kg roule sans glisser à 1 m/s. Quel pourcentage p de son énergie cinétique totale est de la rotation ?

m = 17,5 kgv = 1 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %
6.Difficile
θ = 20°vs = 4 m

Un corps (cylindre plein) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,2 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 4 m le long de la pente.

θ = 20°s = 4 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,2 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. IO = 11,87 kg·m²
  2. 2. IO = 3,253 kg·m²
  3. 3. Pavg = 2,1 kW
  4. 4. P = 321,1 kW
  5. 5. p = 40 %
  6. 6. ω = 21,15 rad/s

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