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 = 0,2 m800 → 1800 rpm40 kg

Un volant d’inertie de masse 40 kg et de rayon de giration 0,2 m est accéléré uniformément de 800 rpm à 1800 rpm. Cela prend 20 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 40 kgk = 0,2 mn1 = 800 rpmn2 = 1800 rpmt = 20 s
T = N·m
2.Facile
Or = 0,1 mL = 0,7 m0,8 m4 kg8,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4 kg, 0,7 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 8,5 kg et de rayon 0,1 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,8 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4 kgL = 0,7 mmdisc = 8,5 kgr = 0,1 md = 0,8 m
IO = kg·m²
3.Moyen
5,5 kgaαM = 19,5 kgR = 0,1 m

Un bloc de 5,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 19,5 kg et de rayon 0,1 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 = 5,5 kgM = 19,5 kgR = 0,1 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Moyen
n = 800 rpmP = 199 kW

Un arbre transmet 199 kW à 800 rpm. Trouvez le couple T dans l’arbre.

P = 199 kWn = 800 rpm
T = N·m
5.Difficile
disque: 10 kganneau: 17 kgn1​ = 800 rpm

Un disque plein homogène (masse 10 kg, rayon 0,35 m) tourne librement à 800 rpm autour d’un arbre vertical sans frottement. Un anneau mince de masse 17 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 = 10 kgMring = 17 kgR = 0,35 mn1 = 800 rpm
n2 = rpm
6.Difficile
θ = 30°as = 6,5 m

Un corps (sphère creuse) roule sans glisser sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Il part du repos. Combien de temps t met-il pour rouler 6,5 m le long de la pente ?

θ = 30°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 6,5 m
t = s

Corrigé

  1. 1. T = 8,378 N·m
  2. 2. IO = 6,136 kg·m²
  3. 3. a = 3,538 m/s²
  4. 4. T = 2375 N·m
  5. 5. n2 = 181,8 rpm
  6. 6. t = 2,102 s

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