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
Or = 0,05 mL = 1,1 m1,15 m4,5 kg10 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4,5 kg, 1,1 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 10 kg et de rayon 0,05 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,15 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4,5 kgL = 1,1 mmdisc = 10 kgr = 0,05 md = 1,15 m
IO = kg·m²
2.Facile
Or = 0,2 mL = 0,6 m0,8 m3 kg4,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3 kg, 0,6 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 4,5 kg et de rayon 0,2 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 0,8 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 3 kgL = 0,6 mmsphere = 4,5 kgr = 0,2 md = 0,8 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 1,5 mm = 8,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 8,5 kg et de longueur 1,5 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 = 8,5 kgL = 1,5 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Moyen
L = 1,9 mm = 11 kgα

Une barre mince homogène de masse 11 kg et de longueur 1,9 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.

m = 11 kgL = 1,9 mg = 9,81 m/s²
R = N
5.Difficile
θ = 20°as = 5 m

Un corps (sphère creuse) roule sans glisser sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Il part du repos. Combien de temps t met-il pour rouler 5 m le long de la pente ?

θ = 20°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 5 m
t = s
6.Difficile
0,75 m0,2 mn1​ = 25 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 4 kg dans chaque main, à 0,75 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 2 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 25 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 = 2 kg·m²m = 2 × 4 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,2 mn1 = 25 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. IO = 15,05 kg·m²
  2. 2. IO = 3,312 kg·m²
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. R = 26,98 N
  5. 5. t = 2,229 s
  6. 6. n2 = 70,04 rpm

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