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 = 0,25 m0 → 1100 rpm100 kg

Un volant d’inertie de masse 100 kg et de rayon de giration 0,25 m est accéléré uniformément du repos à 1100 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 27 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 100 kgk = 0,25 mn1 = 0 rpmn2 = 1100 rpmT = 27 N·m
t = s
2.Facile
Or = 0,15 mL = 1 m1,15 m5 kg1,5 kg

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

mrod = 5 kgL = 1 mmsphere = 1,5 kgr = 0,15 md = 1,15 m
IO = kg·m²
3.Moyen
ω = ?2,5 kgL = 0,5 mm = 2,5 kg

Une barre mince homogène de masse 2,5 kg et de longueur 0,5 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 2,5 kg est fixée à son extrémité libre. Négligez les frottements et utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre lorsqu’elle passe par la position verticale.

m = 2,5 kgL = 0,5 mmball = 2,5 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Moyen
v = ?L = 2,1 mm = 4,5 kg

Une barre mince homogène de masse 4,5 kg et de longueur 2,1 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Négligez les frottements et utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse v de l’extrémité libre lorsque la barre passe par la position verticale.

m = 4,5 kgL = 2,1 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Difficile
300 m/s15 g0,68 mL = 0,7 m9 kgφ

Une barre mince homogène de masse 9 kg et de longueur 0,7 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 0,68 m sous le pivot et reste logée dedans. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’angle maximal φ par rapport à la verticale que la barre atteint dans son oscillation.

M = 9 kgL = 0,7 mm = 15 gv = 300 m/sd = 0,68 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Difficile
3 m/sω

Un corps (sphère pleine) de masse 12,5 kg roule sans glisser à 3 m/s. Trouvez son énergie cinétique totale Ek.

m = 12,5 kgv = 3 m/sI = (2/5)·m·r²
Ek = J

Corrigé

  1. 1. t = 26,66 s
  2. 2. IO = 3,664 kg·m²
  3. 3. ω = 6,644 rad/s
  4. 4. v = 7,861 m/s
  5. 5. φ = 26,14 °
  6. 6. Ek = 78,75 J

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