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.

Pour les enseignants : gratuite à imprimer, copier et utiliser en classe. Chaque nouvelle fiche a de nouvelles valeurs et son propre corrigé. Un lien vers ExamProblems sur la page de votre cours est apprécié.

Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
Or = 0,1 mL = 0,7 m0,8 m1 kg7,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (1 kg, 0,7 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 7,5 kg et de rayon 0,1 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 0,8 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 1 kgL = 0,7 mmsphere = 7,5 kgr = 0,1 md = 0,8 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,6 m0 → 700 rpm40 kg

Un volant d’inertie de masse 40 kg et de rayon de giration 0,6 m est accéléré uniformément du repos à 700 rpm. Cela prend 25 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 40 kgk = 0,6 mn1 = 0 rpmn2 = 700 rpmt = 25 s
T = N·m
3.Moyen
n = 2800 rpmTb​ = 30 N·mI = 24 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 24 kg·m² tourne à 2800 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 30 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?

I = 24 kg·m²n = 2800 rpmTb = 30 N·m
N = rev
4.Moyen
n = 700 rpmTb​ = 90 N·mI = 35 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 35 kg·m² tourne à 700 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 90 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?

I = 35 kg·m²n = 700 rpmTb = 90 N·m
N = rev
5.Difficile
9 m/sω

Un corps (sphère pleine) de masse 12 kg roule sans glisser à 9 m/s. Quel pourcentage p de son énergie cinétique totale est de la rotation ?

m = 12 kgv = 9 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %
6.Difficile
0,85 m0,35 mn1​ = 55 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 1,5 kg dans chaque main, à 0,85 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 2 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 55 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,35 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 2 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,35 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. IO = 4,993 kg·m²
  2. 2. T = 42,22 N·m
  3. 3. N = 5473 rev
  4. 4. N = 166,3 rev
  5. 5. p = 28,57 %
  6. 6. n2 = 96,82 rpm

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