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 = 1,3 m1,35 m3,5 kg4 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3,5 kg, 1,3 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 4 kg et de rayon 0,05 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 1,35 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 3,5 kgL = 1,3 mmsphere = 4 kgr = 0,05 md = 1,35 m
IO = kg·m²
2.Facile
Or = 0,25 mL = 0,7 m0,95 m1 kg6,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (1 kg, 0,7 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 6,5 kg et de rayon 0,25 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,95 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 1 kgL = 0,7 mmdisc = 6,5 kgr = 0,25 md = 0,95 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 1,6 mm = 18,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 18,5 kg et de longueur 1,6 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération atip de l’extrémité libre juste après le lâcher.

m = 18,5 kgL = 1,6 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Moyen
0 → 2700 rpmI = 39,5 kg·m²

Un moteur amène un volant d’inertie de moment d’inertie 39,5 kg·m² du repos à 2700 rpm en 16 s. En négligeant les pertes, trouvez la puissance moyenne Pavg qu’il fournit, en kW.

I = 39,5 kg·m²n = 2700 rpmt = 16 s
Pavg = kW
5.Difficile
180 m/s30 g0,97 mL = 1,3 m3 kgφ

Une barre mince homogène de masse 3 kg et de longueur 1,3 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 30 g se déplaçant horizontalement à 180 m/s frappe la barre à 0,97 m sous le pivot et reste logée dedans. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’angle maximal φ par rapport à la verticale que la barre atteint dans son oscillation.

M = 3 kgL = 1,3 mm = 30 gv = 180 m/sd = 0,97 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Difficile
380 m/s10 g0,83 mL = 1,2 m1 kg

Une barre mince homogène de masse 1 kg et de longueur 1,2 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 10 g se déplaçant horizontalement à 380 m/s frappe la barre à 0,83 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 1 kgL = 1,2 mm = 10 gv = 380 m/sd = 0,83 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. IO = 9,266 kg·m²
  2. 2. IO = 6,233 kg·m²
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. Pavg = 98,68 kW
  5. 5. φ = 53,93 °
  6. 6. ω = 6,478 rad/s

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