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 = 0,2 mL = 0,7 m0,9 m2,5 kg6 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (2,5 kg, 0,7 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 6 kg et de rayon 0,2 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 0,9 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 2,5 kgL = 0,7 mmdisc = 6 kgr = 0,2 md = 0,9 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,45 m0 → 1500 rpm90 kg

Un volant d’inertie de masse 90 kg et de rayon de giration 0,45 m est accéléré uniformément du repos à 1500 rpm. Cela prend 23 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 90 kgk = 0,45 mn1 = 0 rpmn2 = 1500 rpmt = 23 s
T = N·m
3.Moyen
n = 2900 rpmP = 53,5 kW

Un arbre transmet 53,5 kW à 2900 rpm. Trouvez le couple T dans l’arbre.

P = 53,5 kWn = 2900 rpm
T = N·m
4.Moyen
L = 2,9 mm = 4 kgα

Une barre mince homogène de masse 4 kg et de longueur 2,9 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 = 4 kgL = 2,9 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Difficile
140 m/s25 g1,06 mL = 1,9 m1 kg

Une barre mince homogène de masse 1 kg et de longueur 1,9 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 25 g se déplaçant horizontalement à 140 m/s frappe la barre à 1,06 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 1 kgL = 1,9 mm = 25 gv = 140 m/sd = 1,06 m
ω = rad/s
6.Difficile
θ = 30°as = 8 m

Un corps (cylindre plein) 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 8 m le long de la pente ?

θ = 30°I = ½·m·r²g = 9,81 m/s²s = 8 m
t = s

Corrigé

  1. 1. IO = 5,388 kg·m²
  2. 2. T = 124,5 N·m
  3. 3. T = 176,2 N·m
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. ω = 3,013 rad/s
  6. 6. t = 2,212 s

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