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 m1000 → 1800 rpm80 kg

Un volant d’inertie de masse 80 kg et de rayon de giration 0,2 m est accéléré uniformément de 1000 rpm à 1800 rpm. Cela prend 7 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 80 kgk = 0,2 mn1 = 1000 rpmn2 = 1800 rpmt = 7 s
T = N·m
2.Facile
R = 0,55 mn = 2800 rpm170 kg

Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 170 kg et de rayon 0,55 m. Il tourne à 2800 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 170 kgR = 0,55 mn = 2800 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
v = ?5 kgL = 1,7 mm = 4 kg

Une barre mince homogène de masse 4 kg et de longueur 1,7 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 5 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 = 4 kgL = 1,7 mmball = 5 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
10,5 kgaαM = 18,5 kgR = 0,3 m

Un bloc de 10,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 18,5 kg et de rayon 0,3 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération angulaire α de la poulie.

m = 10,5 kgM = 18,5 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Difficile
θ = 35°vs = 8 m

Un corps (cylindre plein) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 35° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,25 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 8 m le long de la pente.

θ = 35°s = 8 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,25 m
ω = rad/s
6.Difficile
θ = 20°vs = 1 m

Un corps (cerceau mince) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,3 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 1 m le long de la pente.

θ = 20°s = 1 mI = m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,3 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. T = 38,3 N·m
  2. 2. Ek = 1105 kJ
  3. 3. v = 6,072 m/s
  4. 4. α = 17,38 rad/s²
  5. 5. ω = 30,99 rad/s
  6. 6. ω = 6,106 rad/s

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