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.

Pour les enseignants : gratuite à imprimer, copier et utiliser en classe. Chaque nouvelle fiche a de nouvelles valeurs et son propre corrigé. Un lien vers ExamProblems sur la page de votre cours est apprécié.

Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
k = 0,2 m0 → 1200 rpm100 kg

Un volant d’inertie de masse 100 kg et de rayon de giration 0,2 m est accéléré uniformément du repos à 1200 rpm. Cela prend 10 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 100 kgk = 0,2 mn1 = 0 rpmn2 = 1200 rpmt = 10 s
T = N·m
2.Facile
Or = 0,15 mL = 0,4 m0,55 m1,5 kg9,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (1,5 kg, 0,4 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 9,5 kg et de rayon 0,15 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 0,55 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 1,5 kgL = 0,4 mmsphere = 9,5 kgr = 0,15 md = 0,55 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 2,3 mm = 19,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 19,5 kg et de longueur 2,3 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération atip de l’extrémité libre juste après le lâcher.

m = 19,5 kgL = 2,3 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Moyen
L = 2,3 mm = 8 kgα

Une barre mince homogène de masse 8 kg et de longueur 2,3 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez son accélération angulaire α juste après le lâcher.

m = 8 kgL = 2,3 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Difficile
0,7 m0,2 mn1​ = 60 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 1 kg dans chaque main, à 0,7 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 4,5 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 60 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.

I0 = 4,5 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,7 mr2 = 0,2 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm
6.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

Corrigé

  1. 1. T = 50,27 N·m
  2. 2. IO = 3,039 kg·m²
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. α = 6,398 rad/s²
  5. 5. n2 = 71,79 rpm
  6. 6. a = 2,488 m/s²

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