Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé

Un volant d’inertie de masse 20 kg a un rayon de giration de 0,4 m par rapport à son axe. Il tourne à 500 rpm. Trouvez son énergie cinétique E_k en kJ.

Un volant d’inertie de masse 180 kg a un rayon de giration de 0,35 m par rapport à son axe. Il tourne à 2400 rpm. Trouvez son énergie cinétique E_k en kJ.

Un bloc de 9,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 14,5 kg et de rayon 0,45 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération angulaire α de la poulie.

Une barre mince homogène de masse 11,5 kg et de longueur 3 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a_tip de l’extrémité libre juste après le lâcher.

Une barre mince homogène de masse 8,5 kg et de longueur 0,6 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 15 g se déplaçant horizontalement à 280 m/s frappe la barre à 0,59 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

Un disque plein homogène (masse 15 kg, rayon 0,45 m) tourne librement à 350 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 12 kg et de même rayon est lâché dessus sans vitesse initiale, centré sur l’arbre, et les deux se mettent rapidement à tourner ensemble. Quelle énergie cinétique ΔE est perdue au cours du processus ?