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
k = 0,4 m0 → 800 rpm190 kg

Un volant d’inertie de masse 190 kg et de rayon de giration 0,4 m est accéléré uniformément du repos à 800 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 140 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 190 kgk = 0,4 mn1 = 0 rpmn2 = 800 rpmT = 140 N·m
t = s
2.Facile
R = 0,65 mn = 1400 rpm130 kg

Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 130 kg et de rayon 0,65 m. Il tourne à 1400 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 130 kgR = 0,65 mn = 1400 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
L = 1 mm = 3 kgα

Une barre mince homogène de masse 3 kg et de longueur 1 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 = 3 kgL = 1 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Moyen
0 → 1800 rpmI = 13 kg·m²

Un moteur amène un volant d’inertie de moment d’inertie 13 kg·m² du repos à 1800 rpm en 6 s. En négligeant les pertes, trouvez la puissance moyenne Pavg qu’il fournit, en kW.

I = 13 kg·m²n = 1800 rpmt = 6 s
Pavg = kW
5.Difficile
540 m/s5 g1,18 mL = 1,2 m1,5 kgφ

Une barre mince homogène de masse 1,5 kg et de longueur 1,2 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 5 g se déplaçant horizontalement à 540 m/s frappe la barre à 1,18 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 = 1,5 kgL = 1,2 mm = 5 gv = 540 m/sd = 1,18 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Difficile
0,65 m0,35 mn1​ = 50 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 1,5 kg dans chaque main, à 0,65 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 4 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 50 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 = 4 kg·m²m = 2 × 1,5 kgr1 = 0,65 mr2 = 0,35 mn1 = 50 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. t = 18,19 s
  2. 2. Ek = 295,1 kJ
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. Pavg = 38,49 kW
  5. 5. φ = 77,62 °
  6. 6. n2 = 60,3 rpm

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