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 = 0,5 m400 → 1700 rpm160 kg

Un volant d’inertie de masse 160 kg et de rayon de giration 0,5 m est accéléré uniformément de 400 rpm à 1700 rpm. Le couple moteur est constant, égal à 240 N·m, et les frottements sont négligeables. Combien de temps t cela prend-il ?

m = 160 kgk = 0,5 mn1 = 400 rpmn2 = 1700 rpmT = 240 N·m
t = s
2.Facile
Or = 0,05 mL = 0,6 m0,65 m4 kg9,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (4 kg, 0,6 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 9,5 kg et de rayon 0,05 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 0,65 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 4 kgL = 0,6 mmsphere = 9,5 kgr = 0,05 md = 0,65 m
IO = kg·m²
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
n = 600 rpmP = 101,5 kW

Un arbre transmet 101,5 kW à 600 rpm. Trouvez le couple T dans l’arbre.

P = 101,5 kWn = 600 rpm
T = N·m
5.Difficile
θ = 30°a

Un corps (sphère creuse) roule sans glisser sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a de son centre.

θ = 30°I = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²
a = m/s²
6.Difficile
420 m/s15 g1,19 mL = 1,6 m2,5 kg

Une barre mince homogène de masse 2,5 kg et de longueur 1,6 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 15 g se déplaçant horizontalement à 420 m/s frappe la barre à 1,19 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 2,5 kgL = 1,6 mm = 15 gv = 420 m/sd = 1,19 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. t = 22,69 s
  2. 2. IO = 4,503 kg·m²
  3. 3. R = 24,53 N
  4. 4. T = 1615 N·m
  5. 5. a = 2,943 m/s²
  6. 6. ω = 3,48 rad/s

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