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 = 0,3 m0 → 1700 rpm90 kg

Un volant d’inertie de masse 90 kg et de rayon de giration 0,3 m est accéléré uniformément du repos à 1700 rpm. Cela prend 18 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 90 kgk = 0,3 mn1 = 0 rpmn2 = 1700 rpmt = 18 s
T = N·m
2.Facile
k = 0,6 m300 → 2100 rpm50 kg

Un volant d’inertie de masse 50 kg et de rayon de giration 0,6 m est accéléré uniformément de 300 rpm à 2100 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 240 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 50 kgk = 0,6 mn1 = 300 rpmn2 = 2100 rpmT = 240 N·m
t = s
3.Moyen
n = 1800 rpmTb​ = 160 N·mI = 25,5 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 25,5 kg·m² tourne à 1800 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 160 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?

I = 25,5 kg·m²n = 1800 rpmTb = 160 N·m
N = rev
4.Moyen
L = 2,9 mm = 7,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 7,5 kg et de longueur 2,9 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la force verticale R que l’articulation exerce sur la barre juste après le lâcher.

m = 7,5 kgL = 2,9 mg = 9,81 m/s²
R = N
5.Difficile
θ = 10°as = 4,5 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 4,5 m le long de la pente ?

θ = 10°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 4,5 m
t = s
6.Difficile
0,85 m0,25 mn1​ = 45 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 4,5 kg dans chaque main, à 0,85 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 2,5 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 45 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 = 2,5 kg·m²m = 2 × 4,5 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,25 mn1 = 45 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. T = 80,11 N·m
  2. 2. t = 14,14 s
  3. 3. N = 450,6 rev
  4. 4. R = 18,39 N
  5. 5. t = 2,967 s
  6. 6. n2 = 132,3 rpm

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