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 = 0,25 m400 → 2100 rpm140 kg

Un volant d’inertie de masse 140 kg et de rayon de giration 0,25 m est accéléré uniformément de 400 rpm à 2100 rpm. Cela prend 26 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 140 kgk = 0,25 mn1 = 400 rpmn2 = 2100 rpmt = 26 s
T = N·m
2.Facile
R = 0,35 mn = 2600 rpm300 kg

Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 300 kg et de rayon 0,35 m. Il tourne à 2600 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 300 kgR = 0,35 mn = 2600 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
v = ?1,5 kgL = 2,4 mm = 7,5 kg

Une barre mince homogène de masse 7,5 kg et de longueur 2,4 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Une petite bille de masse 1,5 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 = 7,5 kgL = 2,4 mmball = 1,5 kgg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
L = 1,8 mm = 10,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 10,5 kg et de longueur 1,8 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la force verticale R que l’articulation exerce sur la barre juste après le lâcher.

m = 10,5 kgL = 1,8 mg = 9,81 m/s²
R = N
5.Difficile
140 m/s5 g0,96 mL = 1,4 m8,5 kg

Une barre mince homogène de masse 8,5 kg et de longueur 1,4 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 5 g se déplaçant horizontalement à 140 m/s frappe la barre à 0,96 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 8,5 kgL = 1,4 mm = 5 gv = 140 m/sd = 0,96 m
ω = rad/s
6.Difficile
θ = 20°vs = 5 m

Un corps (sphère pleine) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,3 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 5 m le long de la pente.

θ = 20°s = 5 mI = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,3 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. T = 59,91 N·m
  2. 2. Ek = 681,1 kJ
  3. 3. v = 7,861 m/s
  4. 4. R = 25,75 N
  5. 5. ω = 0,1209 rad/s
  6. 6. ω = 16,32 rad/s

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