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
k = 0,15 m800 → 2300 rpm190 kg

Un volant d’inertie de masse 190 kg et de rayon de giration 0,15 m est accéléré uniformément de 800 rpm à 2300 rpm. Cela prend 26 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 190 kgk = 0,15 mn1 = 800 rpmn2 = 2300 rpmt = 26 s
T = N·m
2.Facile
k = 0,5 mn = 1200 rpm240 kg

Un volant d’inertie de masse 240 kg a un rayon de giration de 0,5 m par rapport à son axe. Il tourne à 1200 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 240 kgk = 0,5 mn = 1200 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
n = 2900 rpmTb​ = 25 N·mI = 24,5 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 24,5 kg·m² tourne à 2900 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 25 N·m. Combien de temps t met-il à s’arrêter ?

I = 24,5 kg·m²n = 2900 rpmTb = 25 N·m
t = s
4.Moyen
0 → 1600 rpmI = 12 kg·m²

Un moteur amène un volant d’inertie de moment d’inertie 12 kg·m² du repos à 1600 rpm en 31 s. En négligeant les pertes, trouvez la puissance moyenne Pavg qu’il fournit, en kW.

I = 12 kg·m²n = 1600 rpmt = 31 s
Pavg = kW
5.Difficile
300 m/s30 g0,74 mL = 1,1 m6,5 kg

Une barre mince homogène de masse 6,5 kg et de longueur 1,1 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 30 g se déplaçant horizontalement à 300 m/s frappe la barre à 0,74 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 6,5 kgL = 1,1 mm = 30 gv = 300 m/sd = 0,74 m
ω = rad/s
6.Difficile
8,5 m/sω

Un corps (sphère pleine) de masse 6,5 kg roule sans glisser à 8,5 m/s. Quel pourcentage p de son énergie cinétique totale est de la rotation ?

m = 6,5 kgv = 8,5 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %

Corrigé

  1. 1. T = 25,83 N·m
  2. 2. Ek = 473,7 kJ
  3. 3. t = 297,6 s
  4. 4. Pavg = 5,434 kW
  5. 5. ω = 2,525 rad/s
  6. 6. p = 28,57 %

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