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
Or = 0,1 mL = 0,8 m0,9 m3 kg9 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (3 kg, 0,8 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 9 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.

mrod = 3 kgL = 0,8 mmsphere = 9 kgr = 0,1 md = 0,9 m
IO = kg·m²
2.Facile
Or = 0,1 mL = 1,3 m1,4 m4,5 kg9,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4,5 kg, 1,3 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 9,5 kg et de rayon 0,1 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 1,4 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4,5 kgL = 1,3 mmsphere = 9,5 kgr = 0,1 md = 1,4 m
IO = kg·m²
3.Moyen
v = ?L = 1,8 mm = 9 kg

Une barre mince homogène de masse 9 kg et de longueur 1,8 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 v de l’extrémité libre lorsque la barre passe par la position verticale.

m = 9 kgL = 1,8 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
6,5 kgaαM = 12,5 kgR = 0,15 m

Un bloc de 6,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 12,5 kg et de rayon 0,15 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a du bloc.

m = 6,5 kgM = 12,5 kgR = 0,15 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
5.Difficile
disque: 39 kganneau: 12 kgn1​ = 900 rpm

Un disque plein homogène (masse 39 kg, rayon 0,3 m) tourne librement à 900 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 12 kg et de même rayon est lâché dessus sans vitesse initiale, centré sur l’arbre, et les deux se mettent rapidement à tourner ensemble. Quelle énergie cinétique ΔE est perdue au cours du processus ?

Mdisc = 39 kgMring = 12 kgR = 0,3 mn1 = 900 rpm
ΔE = J
6.Difficile
400 m/s5 g0,45 mL = 1 m3,5 kgφ

Une barre mince homogène de masse 3,5 kg et de longueur 1 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 5 g se déplaçant horizontalement à 400 m/s frappe la barre à 0,45 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 mm = 5 gv = 400 m/sd = 0,45 mg = 9,81 m/s²
φ = °

Corrigé

  1. 1. IO = 7,966 kg·m²
  2. 2. IO = 21,19 kg·m²
  3. 3. v = 7,278 m/s
  4. 4. a = 5,001 m/s²
  5. 5. ΔE = 2969 J
  6. 6. φ = 11,53 °

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