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 = 0,3 m300 → 800 rpm190 kg

Un volant d’inertie de masse 190 kg et de rayon de giration 0,3 m est accéléré uniformément de 300 rpm à 800 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 50 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 190 kgk = 0,3 mn1 = 300 rpmn2 = 800 rpmT = 50 N·m
t = s
2.Facile
R = 0,75 mn = 1300 rpm180 kg

Un volant d’inertie est un disque plein homogène de masse 180 kg et de rayon 0,75 m. Il tourne à 1300 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 180 kgR = 0,75 mn = 1300 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
L = 2 mm = 10 kgα

Une barre mince homogène de masse 10 kg et de longueur 2 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 = 10 kgL = 2 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Moyen
1,5 kgaαM = 5,5 kgR = 0,25 m

Un bloc de 1,5 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 5,5 kg et de rayon 0,25 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 = 1,5 kgM = 5,5 kgR = 0,25 mg = 9,81 m/s²
a = m/s²
5.Difficile
140 m/s10 g1,12 mL = 1,8 m9 kg

Une barre mince homogène de masse 9 kg et de longueur 1,8 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 10 g se déplaçant horizontalement à 140 m/s frappe la barre à 1,12 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 9 kgL = 1,8 mm = 10 gv = 140 m/sd = 1,12 m
ω = rad/s
6.Difficile
300 m/s20 g1,36 mL = 1,9 m9,5 kgφ

Une barre mince homogène de masse 9,5 kg et de longueur 1,9 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 20 g se déplaçant horizontalement à 300 m/s frappe la barre à 1,36 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 = 9,5 kgL = 1,9 mm = 20 gv = 300 m/sd = 1,36 mg = 9,81 m/s²
φ = °

Corrigé

  1. 1. t = 17,91 s
  2. 2. Ek = 469,1 kJ
  3. 3. R = 24,53 N
  4. 4. a = 3,462 m/s²
  5. 5. ω = 0,1611 rad/s
  6. 6. φ = 14,69 °

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