Un volant d’inertie de masse 200 kg et de rayon de giration 0,4 m est accéléré uniformément de 600 rpm à 2000 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 470 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?
Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé
Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4,5 kg, 1,3 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8,5 kg et de rayon 0,25 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,55 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.
Une barre mince homogène de masse 17 kg et de longueur 2,1 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.
Un moteur fournit un couple de 1300 N·m à 2300 rpm. Trouvez sa puissance de sortie P en kW.
Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 3,5 kg dans chaque main, à 0,8 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 5 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 35 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,2 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.
Une barre mince homogène de masse 3,5 kg et de longueur 1,9 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 50 g se déplaçant horizontalement à 380 m/s frappe la barre à 0,91 m sous le pivot et reste logée dedans. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’angle maximal φ par rapport à la verticale que la barre atteint dans son oscillation.
Corrigé
- 1. t = 9,982 s
- 2. IO = 23,22 kg·m²
- 3. R = 41,69 N
- 4. P = 313,1 kW
- 5. n2 = 62,84 rpm
- 6. φ = 93,61 °
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