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 = 0,2 m0 → 300 rpm110 kg

Un volant d’inertie de masse 110 kg et de rayon de giration 0,2 m est accéléré uniformément du repos à 300 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 12 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 110 kgk = 0,2 mn1 = 0 rpmn2 = 300 rpmT = 12 N·m
t = s
2.Facile
L = 1,7 mGOd = 0,25 mm = 6,5 kg

Une barre mince homogène de masse 6,5 kg et de longueur 1,7 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,25 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 6,5 kgL = 1,7 md = 0,25 m
IO = kg·m²
3.Moyen
7,5 kgaαM = 15 kgR = 0,5 m

Un bloc de 7,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 15 kg et de rayon 0,5 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 = 7,5 kgM = 15 kgR = 0,5 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Moyen
n = 900 rpmTb​ = 25 N·mI = 21 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 21 kg·m² tourne à 900 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 25 N·m. Combien de temps t met-il à s’arrêter ?

I = 21 kg·m²n = 900 rpmTb = 25 N·m
t = s
5.Difficile
θ = 35°a

Un corps (cerceau mince) roule sans glisser sur une pente inclinée de 35° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a de son centre.

θ = 35°I = m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
6.Difficile
θ = 40°vs = 10 m

Un corps (cylindre plein) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,05 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 10 m le long de la pente.

θ = 40°s = 10 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,05 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. t = 11,52 s
  2. 2. IO = 1,972 kg·m²
  3. 3. T = 36,79 N
  4. 4. t = 79,17 s
  5. 5. a = 2,813 m/s²
  6. 6. ω = 183,4 rad/s

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