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 m0 → 200 rpm100 kg

Un volant d’inertie de masse 100 kg et de rayon de giration 0,4 m est accéléré uniformément du repos à 200 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 21 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 100 kgk = 0,4 mn1 = 0 rpmn2 = 200 rpmT = 21 N·m
t = s
2.Facile
k = 0,6 mn = 2300 rpm150 kg

Un volant d’inertie de masse 150 kg a un rayon de giration de 0,6 m par rapport à son axe. Il tourne à 2300 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 150 kgk = 0,6 mn = 2300 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
v = ?3,5 kgL = 1,4 mm = 5,5 kg

Une barre mince homogène de masse 5,5 kg et de longueur 1,4 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 3,5 kg est fixée à son extrémité libre. 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 = 5,5 kgL = 1,4 mmball = 3,5 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
v = ?1,5 kgL = 1,6 mm = 5,5 kg

Une barre mince homogène de masse 5,5 kg et de longueur 1,6 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 1,5 kg est fixée à son extrémité libre. 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 = 5,5 kgL = 1,6 mmball = 1,5 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Difficile
0,6 m0,25 mn1​ = 45 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 3 kg dans chaque main, à 0,6 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 3 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 45 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 kg·m²m = 2 × 3 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,25 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
θ = 20°as = 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 5 m le long de la pente ?

θ = 20°I = m·r²g = 9,81 m/s²s = 5 m
t = s

Corrigé

  1. 1. t = 15,96 s
  2. 2. Ek = 1566 kJ
  3. 3. v = 5,674 m/s
  4. 4. v = 6,327 m/s
  5. 5. n2 = 68,8 rpm
  6. 6. t = 2,441 s

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