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 = 0,9 m0,95 m4 kg6,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4 kg, 0,9 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 6,5 kg et de rayon 0,05 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,95 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4 kgL = 0,9 mmdisc = 6,5 kgr = 0,05 md = 0,95 m
IO = kg·m²
2.Facile
Or = 0,15 mL = 0,6 m0,75 m3,5 kg5,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3,5 kg, 0,6 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 5,5 kg et de rayon 0,15 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 = 3,5 kgL = 0,6 mmdisc = 5,5 kgr = 0,15 md = 0,75 m
IO = kg·m²
3.Moyen
ω = ?4 kgL = 0,7 mm = 5,5 kg

Une barre mince homogène de masse 5,5 kg et de longueur 0,7 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 4 kg est fixée à son extrémité libre. 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.

m = 5,5 kgL = 0,7 mmball = 4 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Moyen
L = 0,7 mm = 9,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 9,5 kg et de longueur 0,7 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 = 9,5 kgL = 0,7 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Difficile
240 m/s15 g1,55 mL = 2 m4,5 kgφ

Une barre mince homogène de masse 4,5 kg et de longueur 2 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 15 g se déplaçant horizontalement à 240 m/s frappe la barre à 1,55 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.

M = 4,5 kgL = 2 mm = 15 gv = 240 m/sd = 1,55 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Difficile
1 m/sω

Un corps (sphère pleine) de masse 15,5 kg roule sans glisser à 1 m/s. Trouvez son énergie cinétique de rotation Erot.

m = 15,5 kgv = 1 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J

Corrigé

  1. 1. IO = 6,954 kg·m²
  2. 2. IO = 3,576 kg·m²
  3. 3. ω = 5,695 rad/s
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. φ = 19,63 °
  6. 6. Erot = 3,1 J

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