Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden

Een slinger bestaat uit een homogene slanke staaf (5 kg, 0,8 m lang) die aan zijn bovenuiteinde O draait, met een massieve bol met massa 3,5 kg en straal 0,2 m vast aan zijn onderuiteinde. Het middelpunt van de bol ligt 1 m onder O. Bepaal het massatraagheidsmoment I_O van de slinger om O.

Een vliegwiel met massa 200 kg en een traagheidsstraal van 0,55 m wordt gelijkmatig versneld van 100 rpm naar 1400 rpm. Dit duurt 8 s. Bepaal het constante koppel T dat nodig is, wrijving verwaarloosd.

Een homogene slanke staaf met massa 3 kg en lengte 2,7 m is aan één uiteinde scharnierend bevestigd en wordt horizontaal vastgehouden. Hij wordt vanuit rust losgelaten. Gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de verticale kracht R die het scharnier vlak na het loslaten op de staaf uitoefent.

Een homogene slanke staaf met massa 6 kg en lengte 2,4 m is aan één uiteinde scharnierend bevestigd en wordt vanuit rust losgelaten in horizontale stand. Verwaarloos wrijving en gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de snelheid v van het vrije uiteinde als de staaf door de verticale stand zwaait.

Een homogene massieve schijf (massa 30 kg, straal 0,15 m) draait vrij met 850 rpm om een verticale wrijvingsloze as. Een dunne ring met massa 17 kg en dezelfde straal wordt vanuit rust op de schijf laten vallen, gecentreerd op de as, en de twee gaan snel samen draaien. Bepaal hun gemeenschappelijke toerental n₂ in rpm.

Een massieve cilinder rolt zonder slip van een helling die 25° met het horizontale vlak maakt. Gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de kleinste statische wrijvingscoëfficiënt μ_s die slippen voorkomt.