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 = 0,4 m400 → 2300 rpm40 kg

Un volant d’inertie de masse 40 kg et de rayon de giration 0,4 m est accéléré uniformément de 400 rpm à 2300 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 58 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 40 kgk = 0,4 mn1 = 400 rpmn2 = 2300 rpmT = 58 N·m
t = s
2.Facile
L = 3 mGOd = 0,9 mm = 7,5 kg

Une barre mince homogène de masse 7,5 kg et de longueur 3 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,9 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 7,5 kgL = 3 md = 0,9 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 1 mm = 3,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 3,5 kg et de longueur 1 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez son accélération angulaire α juste après le lâcher.

m = 3,5 kgL = 1 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Moyen
n = 1400 rpmTb​ = 60 N·mI = 6 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 6 kg·m² tourne à 1400 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 60 N·m. Combien de temps t met-il à s’arrêter ?

I = 6 kg·m²n = 1400 rpmTb = 60 N·m
t = s
5.Difficile
600 m/s15 g0,24 mL = 0,6 m8,5 kg

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 600 m/s frappe la barre à 0,24 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 8,5 kgL = 0,6 mm = 15 gv = 600 m/sd = 0,24 m
ω = rad/s
6.Difficile
θ = 15°vs = 9 m

Un corps (cerceau mince) 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 9 m le long de la pente.

θ = 15°s = 9 mI = m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. t = 21,96 s
  2. 2. IO = 11,7 kg·m²
  3. 3. α = 14,71 rad/s²
  4. 4. t = 14,66 s
  5. 5. ω = 2,116 rad/s
  6. 6. v = 4,78 m/s

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