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
k = 0,4 m1000 → 1200 rpm150 kg

Un volant d’inertie de masse 150 kg et de rayon de giration 0,4 m est accéléré uniformément de 1000 rpm à 1200 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 30 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 150 kgk = 0,4 mn1 = 1000 rpmn2 = 1200 rpmT = 30 N·m
t = s
2.Facile
Or = 0,05 mL = 0,6 m0,65 m2 kg8,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (2 kg, 0,6 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8,5 kg et de rayon 0,05 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,65 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 2 kgL = 0,6 mmdisc = 8,5 kgr = 0,05 md = 0,65 m
IO = kg·m²
3.Moyen
15 kgaαM = 19 kgR = 0,25 m

Un bloc de 15 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 19 kg et de rayon 0,25 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la tension T dans le câble.

m = 15 kgM = 19 kgR = 0,25 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Moyen
L = 3 mm = 6,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 6,5 kg et de longueur 3 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez son accélération angulaire α juste après le lâcher.

m = 6,5 kgL = 3 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Difficile
480 m/s40 g0,9 mL = 1 m4 kg

Une barre mince homogène de masse 4 kg et de longueur 1 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 40 g se déplaçant horizontalement à 480 m/s frappe la barre à 0,9 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 4 kgL = 1 mm = 40 gv = 480 m/sd = 0,9 m
ω = rad/s
6.Difficile
θ = 30°vs = 9,5 m

Un corps (cerceau mince) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez sa vitesse v après avoir roulé 9,5 m le long de la pente.

θ = 30°s = 9,5 mI = m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. t = 16,76 s
  2. 2. IO = 3,842 kg·m²
  3. 3. T = 57,06 N
  4. 4. α = 4,905 rad/s²
  5. 5. ω = 12,65 rad/s
  6. 6. v = 6,826 m/s

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