Un volant d’inertie de masse 200 kg et de rayon de giration 0,4 m est accéléré uniformément du repos à 1100 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 230 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?
Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé
Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3,5 kg, 0,8 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 1 kg et de rayon 0,1 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 0,9 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.
Un volant d’inertie de moment d’inertie 19 kg·m² tourne à 300 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 10 N·m. Combien de temps t met-il à s’arrêter ?
Un volant d’inertie de moment d’inertie 15 kg·m² tourne à 3000 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 65 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?
Une barre mince homogène de masse 2 kg et de longueur 0,8 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 40 g se déplaçant horizontalement à 160 m/s frappe la barre à 0,42 m sous le pivot et reste logée dedans. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’angle maximal φ par rapport à la verticale que la barre atteint dans son oscillation.
Un disque plein homogène (masse 17 kg, rayon 0,25 m) tourne librement à 850 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 5 kg et de même rayon est lâché dessus sans vitesse initiale, centré sur l’arbre, et les deux se mettent rapidement à tourner ensemble. Trouvez leur vitesse commune n2 en rpm.
Corrigé
- 1. t = 16,03 s
- 2. IO = 1,561 kg·m²
- 3. t = 59,69 s
- 4. N = 1812 rev
- 5. φ = 92,26 °
- 6. n2 = 535,2 rpm
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