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 = 0,15 mL = 0,5 m0,65 m3 kg10 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3 kg, 0,5 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 10 kg et de rayon 0,15 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,65 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 3 kgL = 0,5 mmdisc = 10 kgr = 0,15 md = 0,65 m
IO = kg·m²
2.Facile
Or = 0,1 mL = 0,5 m0,6 m4,5 kg8 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4,5 kg, 0,5 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8 kg et de rayon 0,1 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,6 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4,5 kgL = 0,5 mmdisc = 8 kgr = 0,1 md = 0,6 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 1,9 mm = 8 kgα

Une barre mince homogène de masse 8 kg et de longueur 1,9 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération atip de l’extrémité libre juste après le lâcher.

m = 8 kgL = 1,9 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
4.Moyen
L = 2,7 mm = 2,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 2,5 kg et de longueur 2,7 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 = 2,5 kgL = 2,7 mg = 9,81 m/s²
R = N
5.Difficile
disque: 38 kganneau: 1 kgn1​ = 100 rpm

Un disque plein homogène (masse 38 kg, rayon 0,4 m) tourne librement à 100 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 1 kg et de même rayon est lâché dessus sans vitesse initiale, centré sur l’arbre, et les deux se mettent rapidement à tourner ensemble. Quelle énergie cinétique ΔE est perdue au cours du processus ?

Mdisc = 38 kgMring = 1 kgR = 0,4 mn1 = 100 rpm
ΔE = J
6.Difficile
θ = 10°vs = 3 m

Un corps (cerceau mince) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 10° 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 3 m le long de la pente.

θ = 10°s = 3 mI = m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,25 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. IO = 4,588 kg·m²
  2. 2. IO = 3,295 kg·m²
  3. 3. atip = 14,71 m/s²
  4. 4. R = 6,131 N
  5. 5. ΔE = 8,334 J
  6. 6. ω = 9,043 rad/s

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