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
k = 0,45 m700 → 2000 rpm30 kg

Un volant d’inertie de masse 30 kg et de rayon de giration 0,45 m est accéléré uniformément de 700 rpm à 2000 rpm. Cela prend 23 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 30 kgk = 0,45 mn1 = 700 rpmn2 = 2000 rpmt = 23 s
T = N·m
2.Facile
L = 2,8 mGOd = 1,05 mm = 10 kg

Une barre mince homogène de masse 10 kg et de longueur 2,8 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 1,05 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 10 kgL = 2,8 md = 1,05 m
IO = kg·m²
3.Moyen
6 kgaαM = 4 kgR = 0,1 m

Un bloc de 6 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 4 kg et de rayon 0,1 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 a du bloc.

m = 6 kgM = 4 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Moyen
13 kgaαM = 6 kgR = 0,35 m

Un bloc de 13 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 6 kg et de rayon 0,35 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 = 13 kgM = 6 kgR = 0,35 mg = 9,81 m/s²
T = N
5.Difficile
0,75 m0,15 mn1​ = 40 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 4,5 kg dans chaque main, à 0,75 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 3 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 40 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,15 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 4,5 kgr1 = 0,75 mr2 = 0,15 mn1 = 40 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
θ = 15°a

Un corps (sphère pleine) roule sans glisser sur une pente inclinée de 15° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a de son centre.

θ = 15°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²

Corrigé

  1. 1. T = 35,96 N·m
  2. 2. IO = 17,56 kg·m²
  3. 3. a = 7,357 m/s²
  4. 4. T = 23,91 N
  5. 5. n2 = 100,7 rpm
  6. 6. a = 1,814 m/s²

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