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 = 0,05 mL = 1,2 m1,25 m2 kg8 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (2 kg, 1,2 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8 kg et de rayon 0,05 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,25 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 2 kgL = 1,2 mmdisc = 8 kgr = 0,05 md = 1,25 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,35 m500 → 700 rpm160 kg

Un volant d’inertie de masse 160 kg et de rayon de giration 0,35 m est accéléré uniformément de 500 rpm à 700 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 23 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 160 kgk = 0,35 mn1 = 500 rpmn2 = 700 rpmT = 23 N·m
t = s
3.Moyen
3 kgaαM = 9 kgR = 0,35 m

Un bloc de 3 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 9 kg et de rayon 0,35 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a du bloc.

m = 3 kgM = 9 kgR = 0,35 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Moyen
L = 1,6 mm = 14,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 14,5 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 = 14,5 kgL = 1,6 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Difficile
disque: 31 kganneau: 5 kgn1​ = 200 rpm

Un disque plein homogène (masse 31 kg, rayon 0,45 m) tourne librement à 200 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 5 kg et de même rayon est lâché dessus sans vitesse initiale, centré sur l’arbre, et les deux se mettent rapidement à tourner ensemble. Quelle énergie cinétique ΔE est perdue au cours du processus ?

Mdisc = 31 kgMring = 5 kgR = 0,45 mn1 = 200 rpm
ΔE = J
6.Difficile
θ = 40°vs = 2,5 m

Un corps (sphère pleine) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez sa vitesse v après avoir roulé 2,5 m le long de la pente.

θ = 40°s = 2,5 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. IO = 13,47 kg·m²
  2. 2. t = 17,85 s
  3. 3. a = 3,924 m/s²
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. ΔE = 167,9 J
  6. 6. v = 4,746 m/s

Corrigés complets pas à pas : entraînez-vous sur ce thème sur examproblems.com.