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 = 0,45 m1000 → 2600 rpm180 kg

Un volant d’inertie de masse 180 kg et de rayon de giration 0,45 m est accéléré uniformément de 1000 rpm à 2600 rpm. Cela prend 17 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 180 kgk = 0,45 mn1 = 1000 rpmn2 = 2600 rpmt = 17 s
T = N·m
2.Facile
R = 0,65 mn = 1700 rpm210 kg

Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 210 kg et de rayon 0,65 m. Il tourne à 1700 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 210 kgR = 0,65 mn = 1700 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
n = 1300 rpmTb​ = 100 N·mI = 39,5 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 39,5 kg·m² tourne à 1300 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 100 N·m. Combien de temps t met-il à s’arrêter ?

I = 39,5 kg·m²n = 1300 rpmTb = 100 N·m
t = s
4.Moyen
7,5 kgaαM = 15,5 kgR = 0,35 m

Un bloc de 7,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 15,5 kg et de rayon 0,35 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 3,5 m.

m = 7,5 kgM = 15,5 kgR = 0,35 mg = 9,81 m/s²h = 3,5 m
v = m/s
5.Difficile
0,9 m0,35 mn1​ = 60 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 5 kg dans chaque main, à 0,9 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 5 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 60 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,35 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 5 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,35 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
200 m/s25 g1,12 mL = 1,3 m8,5 kg

Une barre mince homogène de masse 8,5 kg et de longueur 1,3 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 25 g se déplaçant horizontalement à 200 m/s frappe la barre à 1,12 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 8,5 kgL = 1,3 mm = 25 gv = 200 m/sd = 1,12 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. T = 359,3 N·m
  2. 2. Ek = 703 kJ
  3. 3. t = 53,77 s
  4. 4. v = 5,811 m/s
  5. 5. n2 = 126,3 rpm
  6. 6. ω = 1,162 rad/s

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