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 ?
Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé
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.
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.
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.
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.
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.
Corrigé
- 1. t = 17,91 s
- 2. Ek = 469,1 kJ
- 3. R = 24,53 N
- 4. a = 3,462 m/s²
- 5. ω = 0,1611 rad/s
- 6. φ = 14,69 °
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