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
Or = 0,25 mL = 0,9 m1,15 m1,5 kg5,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (1,5 kg, 0,9 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 5,5 kg et de rayon 0,25 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,15 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 1,5 kgL = 0,9 mmdisc = 5,5 kgr = 0,25 md = 1,15 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,45 m0 → 1000 rpm110 kg

Un volant d’inertie de masse 110 kg et de rayon de giration 0,45 m est accéléré uniformément du repos à 1000 rpm. Cela prend 23 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 110 kgk = 0,45 mn1 = 0 rpmn2 = 1000 rpmt = 23 s
T = N·m
3.Moyen
v = ?1 kgL = 0,6 mm = 1 kg

Une barre mince homogène de masse 1 kg et de longueur 0,6 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 1 kg est fixée à son extrémité libre. 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 = 1 kgL = 0,6 mmball = 1 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
L = 1,2 mm = 13 kgα

Une barre mince homogène de masse 13 kg et de longueur 1,2 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 = 13 kgL = 1,2 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Difficile
0,7 m0,25 mn1​ = 60 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 5,5 kg dans chaque main, à 0,7 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 3,5 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 60 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,25 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 3,5 kg·m²m = 2 × 5,5 kgr1 = 0,7 mr2 = 0,25 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
θ = 10°as = 3 m

Un corps (sphère creuse) roule sans glisser sur une pente inclinée de 10° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Il part du repos. Combien de temps t met-il pour rouler 3 m le long de la pente ?

θ = 10°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 3 m
t = s

Corrigé

  1. 1. IO = 7,851 kg·m²
  2. 2. T = 101,4 N·m
  3. 3. v = 3,639 m/s
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. n2 = 127,4 rpm
  6. 6. t = 2,423 s

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