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.
Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé
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.
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.
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.
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.
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.
Corrigé
- 1. T = 59,91 N·m
- 2. Ek = 681,1 kJ
- 3. v = 7,861 m/s
- 4. R = 25,75 N
- 5. ω = 0,1209 rad/s
- 6. ω = 16,32 rad/s
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