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 = 0,15 mL = 1,4 m1,55 m3,5 kg8,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3,5 kg, 1,4 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8,5 kg et de rayon 0,15 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,55 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 3,5 kgL = 1,4 mmdisc = 8,5 kgr = 0,15 md = 1,55 m
IO = kg·m²
2.Facile
R = 0,45 mn = 2400 rpm110 kg

Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 110 kg et de rayon 0,45 m. Il tourne à 2400 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 110 kgR = 0,45 mn = 2400 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
5,5 kgaαM = 10 kgR = 0,4 m

Un bloc de 5,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 10 kg et de rayon 0,4 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la tension T dans le câble.

m = 5,5 kgM = 10 kgR = 0,4 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Moyen
2 kgaαM = 15,5 kgR = 0,25 m

Un bloc de 2 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 15,5 kg et de rayon 0,25 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse v du bloc après une chute de 2,5 m.

m = 2 kgM = 15,5 kgR = 0,25 mg = 9,81 m/s²h = 2,5 m
v = m/s
5.Difficile
θ = 20°as = 2,5 m

Un corps (cerceau mince) roule sans glisser sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Il part du repos. Combien de temps t met-il pour rouler 2,5 m le long de la pente ?

θ = 20°I = m·r²g = 9,81 m/s²s = 2,5 m
t = s
6.Difficile
θ = 15°vs = 2 m

Un corps (sphère creuse) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 15° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez sa vitesse v après avoir roulé 2 m le long de la pente.

θ = 15°s = 2 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. IO = 22,8 kg·m²
  2. 2. Ek = 351,8 kJ
  3. 3. T = 25,69 N
  4. 4. v = 3,172 m/s
  5. 5. t = 1,726 s
  6. 6. v = 2,469 m/s

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