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 = 0,15 mL = 1,5 m1,65 m1 kg3,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (1 kg, 1,5 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 3,5 kg et de rayon 0,15 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 1,65 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 1 kgL = 1,5 mmsphere = 3,5 kgr = 0,15 md = 1,65 m
IO = kg·m²
2.Facile
L = 1,8 mGOd = 0,65 mm = 4 kg

Une barre mince homogène de masse 4 kg et de longueur 1,8 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,65 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 4 kgL = 1,8 md = 0,65 m
IO = kg·m²
3.Moyen
n = 2100 rpmP = 24,5 kW

Un arbre transmet 24,5 kW à 2100 rpm. Trouvez le couple T dans l’arbre.

P = 24,5 kWn = 2100 rpm
T = N·m
4.Moyen
0 → 2000 rpmI = 31 kg·m²

Un moteur amène un volant d’inertie de moment d’inertie 31 kg·m² du repos à 2000 rpm en 35 s. En négligeant les pertes, trouvez la puissance moyenne Pavg qu’il fournit, en kW.

I = 31 kg·m²n = 2000 rpmt = 35 s
Pavg = kW
5.Difficile
280 m/s15 g0,67 mL = 0,8 m8,5 kg

Une barre mince homogène de masse 8,5 kg et de longueur 0,8 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 15 g se déplaçant horizontalement à 280 m/s frappe la barre à 0,67 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 8,5 kgL = 0,8 mm = 15 gv = 280 m/sd = 0,67 m
ω = rad/s
6.Difficile
300 m/s15 g0,65 mL = 1 m7 kg

Une barre mince homogène de masse 7 kg et de longueur 1 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 15 g se déplaçant horizontalement à 300 m/s frappe la barre à 0,65 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 7 kgL = 1 mm = 15 gv = 300 m/sd = 0,65 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. IO = 10,31 kg·m²
  2. 2. IO = 2,77 kg·m²
  3. 3. T = 111,4 N·m
  4. 4. Pavg = 19,43 kW
  5. 5. ω = 1,546 rad/s
  6. 6. ω = 1,25 rad/s

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