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 = 0,1 mL = 1 m1,1 m5 kg2,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (5 kg, 1 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec un disque plein mince de masse 2,5 kg et de rayon 0,1 m fixé à son extrémité inférieure. Le disque oscille dans son propre plan et son centre est à 1,1 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 5 kgL = 1 mmdisc = 2,5 kgr = 0,1 md = 1,1 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,25 m100 → 300 rpm130 kg

Un volant d’inertie de masse 130 kg et de rayon de giration 0,25 m est accéléré uniformément de 100 rpm à 300 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 6,5 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 130 kgk = 0,25 mn1 = 100 rpmn2 = 300 rpmT = 6,5 N·m
t = s
3.Moyen
n = 2100 rpmTb​ = 190 N·mI = 33,5 kg·m²

Un volant d’inertie de moment d’inertie 33,5 kg·m² tourne à 2100 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 190 N·m. Combien de tours N le volant fait-il avant de s’arrêter ?

I = 33,5 kg·m²n = 2100 rpmTb = 190 N·m
N = rev
4.Moyen
L = 2,5 mm = 9,5 kgα

Une barre mince homogène de masse 9,5 kg et de longueur 2,5 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 = 9,5 kgL = 2,5 mg = 9,81 m/s²
atip = m/s²
5.Difficile
5 m/sω

Un corps (sphère pleine) de masse 1,5 kg roule sans glisser à 5 m/s. Trouvez son énergie cinétique totale Ek.

m = 1,5 kgv = 5 m/sI = (2/5)·m·r²
Ek = J
6.Difficile
7 m/sω

Un corps (cerceau mince) de masse 10 kg roule sans glisser à 7 m/s. Trouvez son énergie cinétique totale Ek.

m = 10 kgv = 7 m/sI = m·r²
Ek = J

Corrigé

  1. 1. IO = 4,704 kg·m²
  2. 2. t = 26,18 s
  3. 3. N = 678,5 rev
  4. 4. atip = 14,71 m/s²
  5. 5. Ek = 26,25 J
  6. 6. Ek = 490 J

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