Exercices pour le cours de physique de Feynman
supérieur, comme sur la figure 16.10. Une balle de masse m, de vitesse v perpendiculaire
à la planche se fixe en son milieu.
Figure 16.10
v
m
w
(a) Juste après l’impact, quelle est la vitesse v f de la balle ?
(b) De quel angle θ le système va-t-il tourner ?
(c) Quelle impulsion J est ressentie par les roulements qui maintiennent l’axe ?
Exercice 16.20 Un fuseau horizontal, de rayon r et de moment d’inertie I 0 autour de
son axe, supporte un fil qui lui-même est attaché à une masse m dont les dimensions sont
petites par rapport aux autres dimensions du problème, comme le montre la figure 16.11.
Initialement, on fait tourner le fuseau autour de son axe horizontal à une vitesse angulaire
constante ω 0 , et la masse m tourne avec la même vitesse angulaire sur un cercle vertical
de rayon R. ω 0 est si élevé que l’effet de la pesanteur est négligeable. À t = 0 on exerce
un frein qui stoppe le fuseau sur quelques degrés de sa rotation.
Figure 16.11
Roulements
à bille
Freins
R
ω0
m
(a) Quelle impulsion angulaire J le frein a-t-il fourni ?
(b) Lorsque la corde a fait exactement dix tours autour du fuseau, elle casse. Quelle
est sa force de rupture F ?
Attention : Le moment cinétique n’est pas conservé après l’arrêt du fuseau. Pouvez-vous
voir pourquoi ?
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supérieur, comme sur la figure 16.10. Une balle de masse m, de vitesse v perpendiculaire
à la planche se fixe en son milieu.
Figure 16.10
v
m
w
(a) Juste après l’impact, quelle est la vitesse v f de la balle ?
(b) De quel angle θ le système va-t-il tourner ?
(c) Quelle impulsion J est ressentie par les roulements qui maintiennent l’axe ?
Exercice 16.20 Un fuseau horizontal, de rayon r et de moment d’inertie I 0 autour de
son axe, supporte un fil qui lui-même est attaché à une masse m dont les dimensions sont
petites par rapport aux autres dimensions du problème, comme le montre la figure 16.11.
Initialement, on fait tourner le fuseau autour de son axe horizontal à une vitesse angulaire
constante ω 0 , et la masse m tourne avec la même vitesse angulaire sur un cercle vertical
de rayon R. ω 0 est si élevé que l’effet de la pesanteur est négligeable. À t = 0 on exerce
un frein qui stoppe le fuseau sur quelques degrés de sa rotation.
Figure 16.11
Roulements
à bille
Freins
R
ω0
m
(a) Quelle impulsion angulaire J le frein a-t-il fourni ?
(b) Lorsque la corde a fait exactement dix tours autour du fuseau, elle casse. Quelle
est sa force de rupture F ?
Attention : Le moment cinétique n’est pas conservé après l’arrêt du fuseau. Pouvez-vous
voir pourquoi ?
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