Solution au problème 15.6.2 de la collection Kepe O.E.

15.6.2

Quelle est la vitesse angulaire initiale ⌀₀ faut-il dire une tige homogène de longueur l = 3 m pour que, tournant autour de l'axe horizontal O, elle fasse un demi-tour ?

Réponse : 4.43.

Pour résoudre ce problème, il est nécessaire d’utiliser les lois de conservation de l’énergie et du moment cinétique. Lorsque la tige tourne, son énergie cinétique est convertie en énergie potentielle de position. Lorsque la tige atteint sa hauteur maximale, toute son énergie cinétique sera convertie en énergie potentielle.

De la loi de conservation du moment cinétique il résulte que le moment d'inertie de la tige, multiplié par la vitesse angulaire initiale, doit être égal au moment d'inertie de la tige, multiplié par sa vitesse angulaire finale. La vitesse angulaire finale de la tige peut être déterminée à partir de la condition qu’elle fasse un demi-tour. Dans ce cas, la vitesse angulaire finale sera égale à zéro.

De la loi de conservation de l'énergie, il résulte que l'énergie cinétique de la tige à l'instant initial doit être égale à l'énergie potentielle de la tige au moment de sa hauteur maximale. Cela nous permet d'exprimer la vitesse angulaire initiale en termes de longueur de la tige et d'accélération de la gravité. Le résultat de la résolution du problème est la valeur de la vitesse angulaire initiale égale à 4,43 rad/s.

Solution au problème 15.6.2 de la collection Kepe O..

Ce produit numérique est une solution au problème 15.6.2 d'un ensemble de problèmes de physique, rédigé par O. Kepe. La solution au problème a été élaborée par un professeur de physique professionnel et présentée au format PDF.

Le problème 15.6.2 consiste à déterminer la vitesse angulaire initiale d'une tige homogène de 3 m de long, qui fait un demi-tour autour d'un axe horizontal. Le problème est résolu en utilisant les lois de conservation de l'énergie et du moment cinétique. Le résultat est une vitesse angulaire initiale de 4,43 rad/s.

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Problème 15.6.2 de la collection de Kepe O.?. fait référence à la section de thermodynamique et est formulé comme suit : « Dans un récipient scellé, il y a 0,5 mole d'un gaz monoatomique idéal à une température de 300 K. Combien de travail faut-il faire sur le gaz pour que sa température augmente jusqu'à 600 K à pression constante ?

La résolution de ce problème nécessite l’application de la loi de conservation de l’énergie et de l’équation d’état des gaz parfaits. Il faut d’abord calculer le volume initial de gaz dans des conditions données, puis, à l’aide de l’équation d’état d’un gaz parfait, déterminer la pression initiale du gaz. Ensuite, en utilisant la formule du travail à effectuer sur le gaz, vous pouvez trouver la réponse au problème.

Solution au problème 15.6.2 de la collection de Kepe O.?. peut être utile aux étudiants et aux enseignants qui étudient la thermodynamique et souhaitent tester leurs connaissances et compétences dans la résolution de problèmes sur ce sujet.

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