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 = 0,2 m0 → 1000 rpm110 kg

Un volant d’inertie de masse 110 kg et de rayon de giration 0,2 m est accéléré uniformément du repos à 1000 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 26 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 110 kgk = 0,2 mn1 = 0 rpmn2 = 1000 rpmT = 26 N·m
t = s
2.Facile
k = 0,2 m500 → 1100 rpm50 kg

Un volant d’inertie de masse 50 kg et de rayon de giration 0,2 m est accéléré uniformément de 500 rpm à 1100 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 4,8 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 50 kgk = 0,2 mn1 = 500 rpmn2 = 1100 rpmT = 4,8 N·m
t = s
3.Moyen
v = ?L = 2,1 mm = 6,5 kg

Une barre mince homogène de masse 6,5 kg et de longueur 2,1 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 v de l’extrémité libre lorsque la barre passe par la position verticale.

m = 6,5 kgL = 2,1 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
0 → 1000 rpmI = 15,5 kg·m²

Un moteur amène un volant d’inertie de moment d’inertie 15,5 kg·m² du repos à 1000 rpm en 14 s. En négligeant les pertes, trouvez la puissance moyenne Pavg qu’il fournit, en kW.

I = 15,5 kg·m²n = 1000 rpmt = 14 s
Pavg = kW
5.Difficile
440 m/s5 g0,63 mL = 0,7 m6 kg

Une barre mince homogène de masse 6 kg et de longueur 0,7 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 5 g se déplaçant horizontalement à 440 m/s frappe la barre à 0,63 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 6 kgL = 0,7 mm = 5 gv = 440 m/sd = 0,63 m
ω = rad/s
6.Difficile
0,85 m0,25 mn1​ = 40 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 1 kg dans chaque main, à 0,85 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 3,5 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 = 3,5 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,25 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. t = 17,72 s
  2. 2. t = 26,18 s
  3. 3. v = 7,861 m/s
  4. 4. Pavg = 6,071 kW
  5. 5. ω = 1,411 rad/s
  6. 6. n2 = 54,57 rpm

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