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 = 0,5 m0 → 700 rpm60 kg

Un volant d’inertie de masse 60 kg et de rayon de giration 0,5 m est accéléré uniformément du repos à 700 rpm. Cela prend 24 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 60 kgk = 0,5 mn1 = 0 rpmn2 = 700 rpmt = 24 s
T = N·m
2.Facile
k = 0,15 mn = 3000 rpm190 kg

Un volant d’inertie de masse 190 kg a un rayon de giration de 0,15 m par rapport à son axe. Il tourne à 3000 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 190 kgk = 0,15 mn = 3000 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
n = 2900 rpmTb​ = 90 N·mI = 35 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 35 kg·m² tourne à 2900 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 90 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?

I = 35 kg·m²n = 2900 rpmTb = 90 N·m
N = rev
4.Moyen
n = 1300 rpmP = 68 kW

Un arbre transmet 68 kW à 1300 rpm. Trouvez le couple T dans l’arbre.

P = 68 kWn = 1300 rpm
T = N·m
5.Difficile
0,6 m0,25 mn1​ = 40 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 3 kg dans chaque main, à 0,6 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 4,5 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 40 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,25 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 4,5 kg·m²m = 2 × 3 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,25 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
540 m/s50 g0,74 mL = 1,1 m4 kg

Une barre mince homogène de masse 4 kg et de longueur 1,1 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 50 g se déplaçant horizontalement à 540 m/s frappe la barre à 0,74 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 4 kgL = 1,1 mm = 50 gv = 540 m/sd = 0,74 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. T = 45,81 N·m
  2. 2. Ek = 211 kJ
  3. 3. N = 2854 rev
  4. 4. T = 499,5 N·m
  5. 5. n2 = 54,65 rpm
  6. 6. ω = 12,18 rad/s

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