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
k = 0,25 m0 → 1400 rpm120 kg

Un volant d’inertie de masse 120 kg et de rayon de giration 0,25 m est accéléré uniformément du repos à 1400 rpm. Cela prend 18 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 120 kgk = 0,25 mn1 = 0 rpmn2 = 1400 rpmt = 18 s
T = N·m
2.Facile
Or = 0,05 mL = 0,4 m0,45 m1,5 kg8 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (1,5 kg, 0,4 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8 kg et de rayon 0,05 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,45 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 1,5 kgL = 0,4 mmdisc = 8 kgr = 0,05 md = 0,45 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 2,7 mm = 11 kgα

Une barre mince homogène de masse 11 kg et de longueur 2,7 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la force verticale R que l’articulation exerce sur la barre juste après le lâcher.

m = 11 kgL = 2,7 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Moyen
v = ?L = 2,4 mm = 5 kg

Une barre mince homogène de masse 5 kg et de longueur 2,4 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 = 5 kgL = 2,4 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Difficile
θ = 35°as = 9,5 m

Un corps (sphère creuse) roule sans glisser sur une pente inclinée de 35° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Il part du repos. Combien de temps t met-il pour rouler 9,5 m le long de la pente ?

θ = 35°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 9,5 m
t = s
6.Difficile
6,5 m/sω

Un corps (cerceau mince) de masse 7,5 kg roule sans glisser à 6,5 m/s. Trouvez son énergie cinétique de rotation Erot.

m = 7,5 kgv = 6,5 m/sI = m·r²
Erot = J

Corrigé

  1. 1. T = 61,09 N·m
  2. 2. IO = 1,71 kg·m²
  3. 3. R = 26,98 N
  4. 4. v = 8,404 m/s
  5. 5. t = 2,372 s
  6. 6. Erot = 158,4 J

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