Un volant d’inertie de masse 100 kg et de rayon de giration 0,5 m est accéléré uniformément du repos à 900 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 140 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?
Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé
Une barre mince homogène de masse 8 kg et de longueur 0,4 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,15 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.
Une barre mince homogène de masse 4,5 kg et de longueur 1,3 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 angulaire ω de la barre lorsqu’elle passe par la position verticale.
Une barre mince homogène de masse 9 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 disque plein homogène (masse 39 kg, rayon 0,15 m) tourne librement à 150 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 14 kg et de même rayon est lâché dessus sans vitesse initiale, centré sur l’arbre, et les deux se mettent rapidement à tourner ensemble. Quelle énergie cinétique ΔE est perdue au cours du processus ?
Une barre mince homogène de masse 7 kg et de longueur 1,5 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 50 g se déplaçant horizontalement à 320 m/s frappe la barre à 1,3 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.
Corrigé
- 1. t = 16,83 s
- 2. IO = 0,2867 kg·m²
- 3. ω = 4,758 rad/s
- 4. R = 22,07 N
- 5. ΔE = 22,62 J
- 6. ω = 3,899 rad/s
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