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 = 0,1 mL = 0,9 m1 m0,5 kg6,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (0,5 kg, 0,9 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 6,5 kg et de rayon 0,1 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 1 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 0,5 kgL = 0,9 mmsphere = 6,5 kgr = 0,1 md = 1 m
IO = kg·m²
2.Facile
R = 0,8 mn = 1300 rpm50 kg

Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 50 kg et de rayon 0,8 m. Il tourne à 1300 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 50 kgR = 0,8 mn = 1300 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
v = ?1,5 kgL = 1 mm = 1 kg

Une barre mince homogène de masse 1 kg et de longueur 1 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 = 1 kgL = 1 mmball = 1,5 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
0,5 kgaαM = 19 kgR = 0,5 m

Un bloc de 0,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 19 kg et de rayon 0,5 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse v du bloc après une chute de 2 m.

m = 0,5 kgM = 19 kgR = 0,5 mg = 9,81 m/s²h = 2 m
v = m/s
5.Difficile
0,9 m0,3 mn1​ = 50 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 2 kg dans chaque main, à 0,9 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 2 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 50 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,3 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 2 kg·m²m = 2 × 2 kgr1 = 0,9 mr2 = 0,3 mn1 = 50 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
θ = 30°a

Un corps (sphère pleine) roule sans glisser sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez le plus petit coefficient de frottement statique μs qui l’empêche de glisser.

θ = 30°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
μs =

Corrigé

  1. 1. IO = 6,661 kg·m²
  2. 2. Ek = 148,3 kJ
  3. 3. v = 4,626 m/s
  4. 4. v = 1,401 m/s
  5. 5. n2 = 111 rpm
  6. 6. μs = 0,165

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