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 = 0,25 mL = 1,5 m1,75 m3,5 kg3,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3,5 kg, 1,5 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 3,5 kg et de rayon 0,25 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,75 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 3,5 kgL = 1,5 mmdisc = 3,5 kgr = 0,25 md = 1,75 m
IO = kg·m²
2.Facile
Or = 0,2 mL = 0,4 m0,6 m3,5 kg2,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3,5 kg, 0,4 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 2,5 kg et de rayon 0,2 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 0,6 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 3,5 kgL = 0,4 mmsphere = 2,5 kgr = 0,2 md = 0,6 m
IO = kg·m²
3.Moyen
12,5 kgaαM = 15,5 kgR = 0,2 m

Un bloc de 12,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 15,5 kg et de rayon 0,2 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 = 12,5 kgM = 15,5 kgR = 0,2 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Moyen
0 → 2700 rpmI = 13 kg·m²

Un moteur amène un volant d’inertie de moment d’inertie 13 kg·m² du repos à 2700 rpm en 57 s. En négligeant les pertes, trouvez la puissance moyenne Pavg qu’il fournit, en kW.

I = 13 kg·m²n = 2700 rpmt = 57 s
Pavg = kW
5.Difficile
θ = 40°vs = 4,5 m

Un corps (sphère creuse) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez sa vitesse v après avoir roulé 4,5 m le long de la pente.

θ = 40°s = 4,5 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Difficile
θ = 35°as = 7 m

Un corps (sphère pleine) roule sans glisser sur une pente inclinée de 35° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Il part du repos. Combien de temps t met-il pour rouler 7 m le long de la pente ?

θ = 35°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 7 m
t = s

Corrigé

  1. 1. IO = 13,45 kg·m²
  2. 2. IO = 1,127 kg·m²
  3. 3. T = 46,93 N
  4. 4. Pavg = 9,116 kW
  5. 5. v = 5,835 m/s
  6. 6. t = 1,866 s

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