Exercices du chapitre 10  
10.1 La cinématique de rotation | 10.2 Le moment d'inertie et la conservation de l'énergie
10.1 La cinématique de rotation
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Théorie
| Réponses

 

E1.
Le disque rigide d'un ordinateur tourne à une vitesse de 7200 tr/min. Lorsqu'on allume l'ordinateur, le disque met 4 s pour atteindre cette vitesse.
(a) Quelle est l'accélération angulaire du disque ?
(b) Combien de tours le disque effectue-t-il pendant ces 4 s ?

Si le disque met 7,5 s pour s'arrêter ;
(c) Quelle est la décélération angulaire du disque ?
(d) Combien de tours le disque effectue-t-il pendant ces 7,5 s ?


disque rigide Fujitsu

E2.
jaguar.jpg (4311 octets)

La Jaguar XJ-220 peut atteindre, à partir du repos, une vitesse de 100 km/h en seulement 4,6 s.
(a) Quelle est l'accélération angulaire moyenne de ses roues arrières si elles ont un diamètre de 70 cm ?
(b) Combien de tours les roues arrières font-elles pendant cette accélération (on considère que les roues roulent sans glisser) ?

E3. « en vélo! »

La figure ci-contre représente le rouage d'entraînement d'une bicyclette.

rayon du pédalier: rp = 9 cm
rayon du pignon arrière: ra = 6 cm
rayon de la roue arrière: R = 40 cm

(a) Si le pédalier tourne à une vitesse de 100 tours/min, quelle est la vitesse de la bicyclette (la roue arrière roule sans glisser) ? 

Si la bicyclette part du repos et accélère à un taux constant pour atteindre une vitesse de 30 km/h 12 secondes plus tard ;

(b) Combien de tours la roue arrière fait-elle pendant les 10 premières secondes du mouvement ?
(c) Quelle est la vitesse angulaire du pignon de la roue arrière à t = 10 s ? 
(d) Quelle est l'accélération angulaire du pédalier ?

E4. «152 miles à l'heure en vélo!»
En 1985 John Howard établit un record de vitesse à vélo. Roulant derrière un véhicule servant à réduire la résistance de l'air, il atteint une vitesse de 152 milles à l'heure.
figure 1:

John Howard sur sa bicyclette au Bonneville Salt Flats dans l'état du Utah.

 

 

figure 2:

Le rouage d'entraînement de la bicyclette est composé d'un pédalier de 12cm de rayon relié à l'aide d'une chaîne à une roue dentée de 3cm de rayon. Cette dernière est solidaire d'une roue dentée de 10 cm de rayon reliée par une deuxième chaîne à la roue dentée de 3cm solidaire de la roue arrière. Le rayon de la roue arrière est de 23,5 cm.

Lorsque cet athlète roule à une vitesse de 152 miles à l'heure, quelle est la vitesse de rotation du pédalier (en tours par minutes) ?

source: http://www.canosoarus.com/08LSRbicycle/LSR%20Bike01.htm

 

http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/rfoy
(1998-2009) La physique en ligne