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 = 0,05 mL = 0,8 m0,85 m2,5 kg8 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (2,5 kg, 0,8 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8 kg et de rayon 0,05 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,85 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 2,5 kgL = 0,8 mmdisc = 8 kgr = 0,05 md = 0,85 m
IO = kg·m²
2.Facile
Or = 0,25 mL = 0,5 m0,75 m4,5 kg5,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4,5 kg, 0,5 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 5,5 kg et de rayon 0,25 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,75 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4,5 kgL = 0,5 mmdisc = 5,5 kgr = 0,25 md = 0,75 m
IO = kg·m²
3.Moyen
6,5 kgaαM = 10,5 kgR = 0,1 m

Un bloc de 6,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 10,5 kg et de rayon 0,1 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la tension T dans le câble.

m = 6,5 kgM = 10,5 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Moyen
n = 700 rpmT = 990 N·m

Un moteur fournit un couple de 990 N·m à 700 rpm. Trouvez sa puissance de sortie P en kW.

T = 990 N·mn = 700 rpm
P = kW
5.Difficile
θ = 25°as = 4,5 m

Un corps (cerceau mince) roule sans glisser sur une pente inclinée de 25° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Il part du repos. Combien de temps t met-il pour rouler 4,5 m le long de la pente ?

θ = 25°I = m·r²g = 9,81 m/s²s = 4,5 m
t = s
6.Difficile
disque: 25 kganneau: 7 kgn1​ = 800 rpm

Un disque plein homogène (masse 25 kg, rayon 0,15 m) tourne librement à 800 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 7 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 ?

Mdisc = 25 kgMring = 7 kgR = 0,15 mn1 = 800 rpm
ΔE = J

Corrigé

  1. 1. IO = 6,323 kg·m²
  2. 2. IO = 3,641 kg·m²
  3. 3. T = 28,49 N
  4. 4. P = 72,57 kW
  5. 5. t = 2,084 s
  6. 6. ΔE = 354,3 J

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