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 = 0,45 m0 → 1500 rpm40 kg

Un volant d’inertie de masse 40 kg et de rayon de giration 0,45 m est accéléré uniformément du repos à 1500 rpm. Cela prend 15 s. En négligeant les frottements, trouvez le couple constant T nécessaire.

m = 40 kgk = 0,45 mn1 = 0 rpmn2 = 1500 rpmt = 15 s
T = N·m
2.Facile
L = 0,8 mGOd = 0,25 mm = 2,5 kg

Une barre mince homogène de masse 2,5 kg et de longueur 0,8 m tourne autour d’un axe O perpendiculaire à la barre, à 0,25 m de son centre G. Trouvez son moment d’inertie IO par rapport à cet axe.

m = 2,5 kgL = 0,8 md = 0,25 m
IO = kg·m²
3.Moyen
n = 3000 rpmTb​ = 120 N·mI = 29,5 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 29,5 kg·m² tourne à 3000 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 120 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?

I = 29,5 kg·m²n = 3000 rpmTb = 120 N·m
N = rev
4.Moyen
4 kgaαM = 15,5 kgR = 0,3 m

Un bloc de 4 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 15,5 kg et de rayon 0,3 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse v du bloc après une chute de 1,5 m.

m = 4 kgM = 15,5 kgR = 0,3 mg = 9,81 m/s²h = 1,5 m
v = m/s
5.Difficile
10 m/sω

Un corps (cylindre plein) de masse 1,5 kg roule sans glisser à 10 m/s. Trouvez son énergie cinétique de rotation Erot.

m = 1,5 kgv = 10 m/sI = ½·m·r²
Erot = J
6.Difficile
θ = 25°as = 6 m

Un corps (sphère creuse) roule sans glisser sur une pente inclinée de 25° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Il part du repos. Combien de temps t met-il pour rouler 6 m le long de la pente ?

θ = 25°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²s = 6 m
t = s

Corrigé

  1. 1. T = 84,82 N·m
  2. 2. IO = 0,2896 kg·m²
  3. 3. N = 1931 rev
  4. 4. v = 3,165 m/s
  5. 5. Erot = 37,5 J
  6. 6. t = 2,196 s

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