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 = 0,1 mL = 0,7 m0,8 m1 kg3 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (1 kg, 0,7 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 3 kg et de rayon 0,1 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 0,8 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 1 kgL = 0,7 mmsphere = 3 kgr = 0,1 md = 0,8 m
IO = kg·m²
2.Facile
L = 2 mGOd = 0,5 mm = 1 kg

Une barre mince homogène de masse 1 kg et de longueur 2 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,5 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 1 kgL = 2 md = 0,5 m
IO = kg·m²
3.Moyen
ω = ?L = 2,5 mm = 10 kg

Une barre mince homogène de masse 10 kg et de longueur 2,5 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 = 10 kgL = 2,5 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Moyen
n = 1700 rpmT = 310 N·m

Un moteur fournit un couple de 310 N·m à 1700 rpm. Trouvez sa puissance de sortie P en kW.

T = 310 N·mn = 1700 rpm
P = kW
5.Difficile
θ = 25°vs = 1 m

Un corps (sphère pleine) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 25° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,05 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 1 m le long de la pente.

θ = 25°s = 1 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,05 m
ω = rad/s
6.Difficile
0,6 m0,3 mn1​ = 40 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 1 kg dans chaque main, à 0,6 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 2 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 40 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,3 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 2 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,3 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. IO = 2,095 kg·m²
  2. 2. IO = 0,5833 kg·m²
  3. 3. ω = 3,431 rad/s
  4. 4. P = 55,19 kW
  5. 5. ω = 48,67 rad/s
  6. 6. n2 = 49,91 rpm

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