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 = 0,1 m300 → 800 rpm170 kg

Un volant d’inertie de masse 170 kg et de rayon de giration 0,1 m est accéléré uniformément de 300 rpm à 800 rpm. Cela prend 4 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 170 kgk = 0,1 mn1 = 300 rpmn2 = 800 rpmt = 4 s
T = N·m
2.Facile
Or = 0,15 mL = 1 m1,15 m0,5 kg7,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (0,5 kg, 1 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 7,5 kg et de rayon 0,15 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,15 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 0,5 kgL = 1 mmdisc = 7,5 kgr = 0,15 md = 1,15 m
IO = kg·m²
3.Moyen
8,5 kgaαM = 18 kgR = 0,15 m

Un bloc de 8,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 18 kg et de rayon 0,15 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 = 8,5 kgM = 18 kgR = 0,15 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Moyen
ω = ?L = 0,9 mm = 8 kg

Une barre mince homogène de masse 8 kg et de longueur 0,9 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Négligez les frottements et utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre lorsqu’elle passe par la position verticale.

m = 8 kgL = 0,9 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Difficile
10 m/sω

Un corps (sphère pleine) de masse 9,5 kg roule sans glisser à 10 m/s. Trouvez son énergie cinétique totale Ek.

m = 9,5 kgv = 10 m/sI = (2/5)·m·r²
Ek = J
6.Difficile
θ = 10°vs = 1 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 0,15 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 1 m le long de la pente.

θ = 10°s = 1 mI = m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,15 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. T = 22,25 N·m
  2. 2. IO = 10,17 kg·m²
  3. 3. a = 4,765 m/s²
  4. 4. ω = 5,718 rad/s
  5. 5. Ek = 665 J
  6. 6. ω = 8,701 rad/s

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