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
Or = 0,1 mL = 1,4 m1,5 m5 kg7,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (5 kg, 1,4 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 7,5 kg et de rayon 0,1 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,5 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 5 kgL = 1,4 mmdisc = 7,5 kgr = 0,1 md = 1,5 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,6 m0 → 700 rpm30 kg

Un volant d’inertie de masse 30 kg et de rayon de giration 0,6 m est accéléré uniformément du repos à 700 rpm. Cela prend 7 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 30 kgk = 0,6 mn1 = 0 rpmn2 = 700 rpmt = 7 s
T = N·m
3.Moyen
ω = ?L = 1,3 mm = 10 kg

Une barre mince homogène de masse 10 kg et de longueur 1,3 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 angulaire ω de la barre lorsqu’elle passe par la position verticale.

m = 10 kgL = 1,3 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Moyen
15 kgaαM = 9,5 kgR = 0,15 m

Un bloc de 15 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 9,5 kg et de rayon 0,15 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse v du bloc après une chute de 4 m.

m = 15 kgM = 9,5 kgR = 0,15 mg = 9,81 m/s²h = 4 m
v = m/s
5.Difficile
1 m/sω

Un corps (cerceau mince) de masse 19,5 kg roule sans glisser à 1 m/s. Trouvez son énergie cinétique totale Ek.

m = 19,5 kgv = 1 m/sI = m·r²
Ek = J
6.Difficile
520 m/s40 g0,83 mL = 1,2 m9,5 kgφ

Une barre mince homogène de masse 9,5 kg et de longueur 1,2 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 40 g se déplaçant horizontalement à 520 m/s frappe la barre à 0,83 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 = 9,5 kgL = 1,2 mm = 40 gv = 520 m/sd = 0,83 mg = 9,81 m/s²
φ = °

Corrigé

  1. 1. IO = 20,18 kg·m²
  2. 2. T = 113,1 N·m
  3. 3. ω = 4,758 rad/s
  4. 4. v = 7,72 m/s
  5. 5. Ek = 19,5 J
  6. 6. φ = 65,01 °

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