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 = 0,2 m400 → 1700 rpm160 kg

Un volant d’inertie de masse 160 kg et de rayon de giration 0,2 m est accéléré uniformément de 400 rpm à 1700 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 44 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 160 kgk = 0,2 mn1 = 400 rpmn2 = 1700 rpmT = 44 N·m
t = s
2.Facile
k = 0,55 m600 → 1300 rpm120 kg

Un volant d’inertie de masse 120 kg et de rayon de giration 0,55 m est accéléré uniformément de 600 rpm à 1300 rpm. Cela prend 30 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 120 kgk = 0,55 mn1 = 600 rpmn2 = 1300 rpmt = 30 s
T = N·m
3.Moyen
v = ?2 kgL = 2,5 mm = 9 kg

Une barre mince homogène de masse 9 kg et de longueur 2,5 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 2 kg est fixée à son extrémité libre. Négligez les frottements et utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse v de l’extrémité libre lorsque la barre passe par la position verticale.

m = 9 kgL = 2,5 mmball = 2 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
ω = ?3 kgL = 2,1 mm = 9,5 kg

Une barre mince homogène de masse 9,5 kg et de longueur 2,1 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 3 kg est fixée à son extrémité libre. 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 = 9,5 kgL = 2,1 mmball = 3 kgg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
5.Difficile
300 m/s20 g0,57 mL = 1,3 m5 kg

Une barre mince homogène de masse 5 kg et de longueur 1,3 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 20 g se déplaçant horizontalement à 300 m/s frappe la barre à 0,57 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 5 kgL = 1,3 mm = 20 gv = 300 m/sd = 0,57 m
ω = rad/s
6.Difficile
0,6 m0,15 mn1​ = 50 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 1 kg dans chaque main, à 0,6 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 50 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,15 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 2,5 kg·m²m = 2 × 1 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,15 mn1 = 50 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. t = 19,8 s
  2. 2. T = 88,7 N·m
  3. 3. v = 7,985 m/s
  4. 4. ω = 3,427 rad/s
  5. 5. ω = 1,211 rad/s
  6. 6. n2 = 63,26 rpm

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