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
Or = 0,05 mL = 0,4 m0,45 m4 kg6 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4 kg, 0,4 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 6 kg et de rayon 0,05 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 0,45 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4 kgL = 0,4 mmsphere = 6 kgr = 0,05 md = 0,45 m
IO = kg·m²
2.Facile
Or = 0,05 mL = 1,5 m1,55 m4,5 kg1,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4,5 kg, 1,5 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 1,5 kg et de rayon 0,05 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,55 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4,5 kgL = 1,5 mmdisc = 1,5 kgr = 0,05 md = 1,55 m
IO = kg·m²
3.Moyen
L = 2,3 mm = 19,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 19,5 kg et de longueur 2,3 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.

m = 19,5 kgL = 2,3 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Moyen
n = 1200 rpmTb​ = 155 N·mI = 24,5 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 24,5 kg·m² tourne à 1200 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 155 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?

I = 24,5 kg·m²n = 1200 rpmTb = 155 N·m
N = rev
5.Difficile
380 m/s45 g0,64 mL = 1,6 m7 kgφ

Une barre mince homogène de masse 7 kg et de longueur 1,6 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 45 g se déplaçant horizontalement à 380 m/s frappe la barre à 0,64 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 = 7 kgL = 1,6 mm = 45 gv = 380 m/sd = 0,64 mg = 9,81 m/s²
φ = °
6.Difficile
0,85 m0,35 mn1​ = 60 rpm

Une personne se tient sur un plateau tournant sans frottement et tient un haltère de 3,5 kg dans chaque main, à 0,85 m de l’axe. La personne et le plateau seuls ont un moment d’inertie de 1,5 kg·m² par rapport à l’axe. Ils tournent à 60 rpm, puis la personne rapproche les haltères à 0,35 m de l’axe. Considérez les haltères comme des masses ponctuelles. Trouvez la nouvelle vitesse n2 en rpm.

I0 = 1,5 kg·m²m = 2 × 3,5 kgr1 = 0,85 mr2 = 0,35 mn1 = 60 rpm
n2 = rpm

Corrigé

  1. 1. IO = 1,434 kg·m²
  2. 2. IO = 6,981 kg·m²
  3. 3. R = 47,82 N
  4. 4. N = 198,6 rev
  5. 5. φ = 35,02 °
  6. 6. n2 = 166,9 rpm

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