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 = 0,1 m0 → 1300 rpm90 kg

Un volant d’inertie de masse 90 kg et de rayon de giration 0,1 m est accéléré uniformément du repos à 1300 rpm. Cela prend 10 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 90 kgk = 0,1 mn1 = 0 rpmn2 = 1300 rpmt = 10 s
T = N·m
2.Facile
L = 0,7 mGOd = 0,3 mm = 9 kg

Une barre mince homogène de masse 9 kg et de longueur 0,7 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,3 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 9 kgL = 0,7 md = 0,3 m
IO = kg·m²
3.Moyen
n = 2000 rpmTb​ = 35 N·mI = 39,5 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 39,5 kg·m² tourne à 2000 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 35 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?

I = 39,5 kg·m²n = 2000 rpmTb = 35 N·m
N = rev
4.Moyen
L = 0,7 mm = 6,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 6,5 kg et de longueur 0,7 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez son accélération angulaire α juste après le lâcher.

m = 6,5 kgL = 0,7 mg = 9,81 m/s²
α = rad/s²
5.Difficile
θ = 20°a

Un corps (sphère pleine) roule sans glisser sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a de son centre.

θ = 20°I = (2/5)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
6.Difficile
disque: 20 kganneau: 8 kgn1​ = 850 rpm

Un disque plein homogène (masse 20 kg, rayon 0,4 m) tourne librement à 850 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 8 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.

Mdisc = 20 kgMring = 8 kgR = 0,4 mn1 = 850 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. T = 12,25 N·m
  2. 2. IO = 1,177 kg·m²
  3. 3. N = 3939 rev
  4. 4. α = 21,02 rad/s²
  5. 5. a = 2,397 m/s²
  6. 6. n2 = 472,2 rpm

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