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 = 0,5 m0 → 1600 rpm120 kg

Un volant d’inertie de masse 120 kg et de rayon de giration 0,5 m est accéléré uniformément du repos à 1600 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 2500 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 120 kgk = 0,5 mn1 = 0 rpmn2 = 1600 rpmT = 2500 N·m
t = s
2.Facile
L = 0,6 mGOd = 0,3 mm = 4,5 kg

Une barre mince homogène de masse 4,5 kg et de longueur 0,6 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 = 4,5 kgL = 0,6 md = 0,3 m
IO = kg·m²
3.Moyen
ω = ?L = 1,3 mm = 4,5 kg

Une barre mince homogène de masse 4,5 kg et de longueur 1,3 m est articulée à une extrémité et lâchée sans vitesse initiale depuis la position horizontale. Négligez les frottements et utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre lorsqu’elle passe par la position verticale.

m = 4,5 kgL = 1,3 mg = 9,81 m/s²
ω = rad/s
4.Moyen
L = 2,2 mm = 11 kgα

Une barre mince homogène de masse 11 kg et de longueur 2,2 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération atip de l’extrémité libre juste après le lâcher.

m = 11 kgL = 2,2 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Difficile
100 m/s30 g0,99 mL = 1,6 m3,5 kgφ

Une barre mince homogène de masse 3,5 kg et de longueur 1,6 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 30 g se déplaçant horizontalement à 100 m/s frappe la barre à 0,99 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.

M = 3,5 kgL = 1,6 mm = 30 gv = 100 m/sd = 0,99 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Difficile
2 m/sω

Un corps (sphère pleine) de masse 4 kg roule sans glisser à 2 m/s. Trouvez son énergie cinétique de rotation Erot.

m = 4 kgv = 2 m/sI = (2/5)·m·r²
Erot = J

Corrigé

  1. 1. t = 2,011 s
  2. 2. IO = 0,54 kg·m²
  3. 3. ω = 4,758 rad/s
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. φ = 18,68 °
  6. 6. Erot = 3,2 J

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