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 = 0,2 mL = 1,4 m1,6 m1 kg1,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (1 kg, 1,4 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 1,5 kg et de rayon 0,2 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,6 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 1 kgL = 1,4 mmdisc = 1,5 kgr = 0,2 md = 1,6 m
IO = kg·m²
2.Facile
L = 2,2 mGOd = 0,65 mm = 4 kg

Une barre mince homogène de masse 4 kg et de longueur 2,2 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,65 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 4 kgL = 2,2 md = 0,65 m
IO = kg·m²
3.Moyen
12 kgaαM = 7 kgR = 0,4 m

Un bloc de 12 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 7 kg et de rayon 0,4 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 0,5 m.

m = 12 kgM = 7 kgR = 0,4 mg = 9,81 m/s²h = 0,5 m
v = m/s
4.Moyen
3,5 kgaαM = 8,5 kgR = 0,4 m

Un bloc de 3,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 8,5 kg et de rayon 0,4 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 = 3,5 kgM = 8,5 kgR = 0,4 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
5.Difficile
θ = 25°a

Un corps (sphère creuse) roule sans glisser sur une pente inclinée de 25° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a de son centre.

θ = 25°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
6.Difficile
disque: 13 kganneau: 17 kgn1​ = 1150 rpm

Un disque plein homogène (masse 13 kg, rayon 0,45 m) tourne librement à 1150 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 17 kg et de même rayon est lâché dessus sans vitesse initiale, centré sur l’arbre, et les deux se mettent rapidement à tourner ensemble. Trouvez leur vitesse commune n2 en rpm.

Mdisc = 13 kgMring = 17 kgR = 0,45 mn1 = 1150 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. IO = 4,523 kg·m²
  2. 2. IO = 3,303 kg·m²
  3. 3. v = 2,756 m/s
  4. 4. a = 4,43 m/s²
  5. 5. a = 2,488 m/s²
  6. 6. n2 = 318,1 rpm

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