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 m300 → 1700 rpm10 kg

Un volant d’inertie de masse 10 kg et de rayon de giration 0,5 m est accéléré uniformément de 300 rpm à 1700 rpm. Cela prend 17 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 10 kgk = 0,5 mn1 = 300 rpmn2 = 1700 rpmt = 17 s
T = N·m
2.Facile
Or = 0,15 mL = 0,6 m0,75 m4,5 kg8 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4,5 kg, 0,6 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8 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 = 4,5 kgL = 0,6 mmdisc = 8 kgr = 0,15 md = 0,75 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 1,9 mm = 17 kgα

Une barre mince homogène de masse 17 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 l’accélération atip de l’extrémité libre juste après le lâcher.

m = 17 kgL = 1,9 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Moyen
5,5 kgaαM = 7 kgR = 0,4 m

Un bloc de 5,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 7 kg et de rayon 0,4 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse v du bloc après une chute de 2,5 m.

m = 5,5 kgM = 7 kgR = 0,4 mg = 9,81 m/s²h = 2,5 m
v = m/s
5.Difficile
disque: 14 kganneau: 13 kgn1​ = 550 rpm

Un disque plein homogène (masse 14 kg, rayon 0,45 m) tourne librement à 550 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 13 kg et de même rayon est lâché dessus sans vitesse initiale, centré sur l’arbre, et les deux se mettent rapidement à tourner ensemble. Trouvez leur vitesse commune n2 en rpm.

Mdisc = 14 kgMring = 13 kgR = 0,45 mn1 = 550 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
θ = 30°vs = 9 m

Un corps (sphère pleine) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,05 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 9 m le long de la pente.

θ = 30°s = 9 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,05 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. T = 21,56 N·m
  2. 2. IO = 5,13 kg·m²
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. v = 5,475 m/s
  5. 5. n2 = 192,5 rpm
  6. 6. ω = 158,8 rad/s

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