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 = 0,25 mL = 1,5 m1,75 m5 kg8 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (5 kg, 1,5 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8 kg et de rayon 0,25 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,75 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 5 kgL = 1,5 mmdisc = 8 kgr = 0,25 md = 1,75 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,45 mn = 1200 rpm190 kg

Un volant d’inertie de masse 190 kg a un rayon de giration de 0,45 m par rapport à son axe. Il tourne à 1200 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 190 kgk = 0,45 mn = 1200 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
ω = ?4,5 kgL = 2,5 mm = 2,5 kg

Une barre mince homogène de masse 2,5 kg et de longueur 2,5 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 4,5 kg est fixée à son extrémité libre. Négligez les frottements et utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre lorsqu’elle passe par la position verticale.

m = 2,5 kgL = 2,5 mmball = 4,5 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Moyen
0 → 700 rpmI = 1 kg·m²

Un moteur amène un volant d’inertie de moment d’inertie 1 kg·m² du repos à 700 rpm en 25 s. En négligeant les pertes, trouvez la puissance moyenne Pavg qu’il fournit, en kW.

I = 1 kg·m²n = 700 rpmt = 25 s
Pavg = kW
5.Difficile
140 m/s5 g1,86 mL = 1,9 m1,5 kgφ

Une barre mince homogène de masse 1,5 kg et de longueur 1,9 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 5 g se déplaçant horizontalement à 140 m/s frappe la barre à 1,86 m sous le pivot et reste logée dedans. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’angle maximal φ par rapport à la verticale que la barre atteint dans son oscillation.

M = 1,5 kgL = 1,9 mm = 5 gv = 140 m/sd = 1,86 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Difficile
7 m/sω

Un corps (sphère creuse) de masse 1 kg roule sans glisser à 7 m/s. Trouvez son énergie cinétique de rotation Erot.

m = 1 kgv = 7 m/sI = (2/3)·m·r²
Erot = J

Corrigé

  1. 1. IO = 28,5 kg·m²
  2. 2. Ek = 303,8 kJ
  3. 3. ω = 2,909 rad/s
  4. 4. Pavg = 0,1075 kW
  5. 5. φ = 14,77 °
  6. 6. Erot = 16,33 J

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