Un volant d’inertie de masse 90 kg et de rayon de giration 0,5 m est accéléré uniformément de 600 rpm à 2200 rpm. Cela prend 8 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.
Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé
1.Facile
m = 90 kgk = 0,5 mn1 = 600 rpmn2 = 2200 rpmt = 8 s
T = N·m
2.Facile
Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 90 kg et de rayon 0,45 m. Il tourne à 2500 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.
M = 90 kgR = 0,45 mn = 2500 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
Un arbre transmet 13 kW à 2700 rpm. Trouvez le couple T dans l’arbre.
P = 13 kWn = 2700 rpm
T = N·m
4.Moyen
Un arbre transmet 29,5 kW à 1100 rpm. Trouvez le couple T dans l’arbre.
P = 29,5 kWn = 1100 rpm
T = N·m
5.Difficile
Un corps (cerceau mince) de masse 5 kg roule sans glisser à 3 m/s. Trouvez son énergie cinétique de rotation Erot.
m = 5 kgv = 3 m/sI = m·r²
Erot = J
6.Difficile
Un corps (cylindre plein) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,35 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 10 m le long de la pente.
θ = 40°s = 10 mI = ½·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,35 m
ω = rad/s
Corrigé
- 1. T = 471,2 N·m
- 2. Ek = 312,3 kJ
- 3. T = 45,98 N·m
- 4. T = 256,1 N·m
- 5. Erot = 22,5 J
- 6. ω = 26,2 rad/s
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