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 ?
Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé
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.
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.
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.
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.
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.
Corrigé
- 1. t = 18,19 s
- 2. Ek = 295,1 kJ
- 3. atip = 14,71 m/s²
- 4. Pavg = 38,49 kW
- 5. φ = 77,62 °
- 6. n2 = 60,3 rpm
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