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 = 0,15 m200 → 1100 rpm80 kg

Un volant d’inertie de masse 80 kg et de rayon de giration 0,15 m est accéléré uniformément de 200 rpm à 1100 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 7,1 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 80 kgk = 0,15 mn1 = 200 rpmn2 = 1100 rpmT = 7,1 N·m
t = s
2.Facile
Or = 0,25 mL = 1,5 m1,75 m4 kg5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4 kg, 1,5 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 5 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 = 4 kgL = 1,5 mmdisc = 5 kgr = 0,25 md = 1,75 m
IO = kg·m²
3.Moyen
1,5 kgaαM = 1,5 kgR = 0,15 m

Un bloc de 1,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 1,5 kg et de rayon 0,15 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a du bloc.

m = 1,5 kgM = 1,5 kgR = 0,15 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Moyen
v = ?4 kgL = 1,7 mm = 7 kg

Une barre mince homogène de masse 7 kg et de longueur 1,7 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 4 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 = 7 kgL = 1,7 mmball = 4 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Difficile
320 m/s20 g1,1 mL = 2 m4 kg

Une barre mince homogène de masse 4 kg et de longueur 2 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 20 g se déplaçant horizontalement à 320 m/s frappe la barre à 1,1 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 4 kgL = 2 mm = 20 gv = 320 m/sd = 1,1 m
ω = rad/s
6.Difficile
2,5 m/sω

Un corps (cerceau mince) de masse 8 kg roule sans glisser à 2,5 m/s. Trouvez son énergie cinétique totale Ek.

m = 8 kgv = 2,5 m/sI = m·r²
Ek = J

Corrigé

  1. 1. t = 23,89 s
  2. 2. IO = 18,47 kg·m²
  3. 3. a = 6,54 m/s²
  4. 4. v = 6,285 m/s
  5. 5. ω = 1,314 rad/s
  6. 6. Ek = 50 J

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