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 ?
Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé
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.
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.
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.
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.
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.
Corrigé
- 1. t = 16,76 s
- 2. IO = 3,842 kg·m²
- 3. T = 57,06 N
- 4. α = 4,905 rad/s²
- 5. ω = 12,65 rad/s
- 6. v = 6,826 m/s
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