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 = 0,5 m0 → 1000 rpm50 kg

Un volant d’inertie de masse 50 kg et de rayon de giration 0,5 m est accéléré uniformément du repos à 1000 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 48 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 50 kgk = 0,5 mn1 = 0 rpmn2 = 1000 rpmT = 48 N·m
t = s
2.Facile
L = 1,7 mGOd = 0,8 mm = 4,5 kg

Une barre mince homogène de masse 4,5 kg et de longueur 1,7 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,8 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 4,5 kgL = 1,7 md = 0,8 m
IO = kg·m²
3.Moyen
9 kgaαM = 6,5 kgR = 0,3 m

Un bloc de 9 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 6,5 kg et de rayon 0,3 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération angulaire α de la poulie.

m = 9 kgM = 6,5 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
4.Moyen
n = 2200 rpmT = 270 N·m

Un moteur fournit un couple de 270 N·m à 2200 rpm. Trouvez sa puissance de sortie P en kW.

T = 270 N·mn = 2200 rpm
P = kW
5.Difficile
580 m/s10 g0,99 mL = 1,1 m8,5 kg

Une barre mince homogène de masse 8,5 kg et de longueur 1,1 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 10 g se déplaçant horizontalement à 580 m/s frappe la barre à 0,99 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 8,5 kgL = 1,1 mm = 10 gv = 580 m/sd = 0,99 m
ω = rad/s
6.Difficile
θ = 40°a

Un corps (sphère creuse) roule sans glisser sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a de son centre.

θ = 40°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²

Corrigé

  1. 1. t = 27,27 s
  2. 2. IO = 3,964 kg·m²
  3. 3. α = 24,02 rad/s²
  4. 4. P = 62,2 kW
  5. 5. ω = 1,67 rad/s
  6. 6. a = 3,783 m/s²

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