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 = 0,1 mL = 0,9 m1 m2,5 kg2,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (2,5 kg, 0,9 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 2,5 kg et de rayon 0,1 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 2,5 kgL = 0,9 mmdisc = 2,5 kgr = 0,1 md = 1 m
IO = kg·m²
2.Facile
R = 0,6 mn = 2900 rpm40 kg

Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 40 kg et de rayon 0,6 m. Il tourne à 2900 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 40 kgR = 0,6 mn = 2900 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
n = 1900 rpmTb​ = 50 N·mI = 32 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 32 kg·m² tourne à 1900 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 50 N·m. Combien de temps t met-il à s’arrêter ?

I = 32 kg·m²n = 1900 rpmTb = 50 N·m
t = s
4.Moyen
ω = ?L = 2,3 mm = 3,5 kg

Une barre mince homogène de masse 3,5 kg et de longueur 2,3 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Négligez les frottements et utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre lorsqu’elle passe par la position verticale.

m = 3,5 kgL = 2,3 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Difficile
5,5 m/sω

Un corps (sphère creuse) de masse 16 kg roule sans glisser à 5,5 m/s. Quel pourcentage p de son énergie cinétique totale est de la rotation ?

m = 16 kgv = 5,5 m/sI = (2/3)·m·r²
p = %
6.Difficile
θ = 20°vs = 7,5 m

Un corps (cylindre plein) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez sa vitesse v après avoir roulé 7,5 m le long de la pente.

θ = 20°s = 7,5 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. IO = 3,188 kg·m²
  2. 2. Ek = 332 kJ
  3. 3. t = 127,3 s
  4. 4. ω = 3,577 rad/s
  5. 5. p = 40 %
  6. 6. v = 5,792 m/s

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