Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden

Een vliegwiel met massa 210 kg heeft een traagheidsstraal van 0,2 m om zijn as. Het draait met 2000 rpm. Bepaal zijn kinetische energie E_k in kJ.

Een slinger bestaat uit een homogene slanke staaf (1 kg, 1,1 m lang) die aan zijn bovenuiteinde O draait, met een dunne massieve schijf met massa 6,5 kg en straal 0,2 m vast aan zijn onderuiteinde. De schijf zwaait in zijn eigen vlak en zijn middelpunt ligt 1,3 m onder O. Bepaal het massatraagheidsmoment I_O van de slinger om O.

Een homogene slanke staaf met massa 10 kg en lengte 2 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 vliegwiel met een traagheidsmoment van 18 kg·m² draait met 1100 rpm. Een rem oefent een constant wrijvingskoppel van 195 N·m uit. Hoe lang t duurt het voordat het stilstaat?

Een massieve bol begint vanuit rust en rolt zonder slip van een helling die 40° met het horizontale vlak maakt. Gebruik g = 9,81 m/s². Zijn straal is 0,3 m. Bepaal zijn hoeksnelheid ω nadat hij 2,5 m langs de helling is gerold.

Een homogene massieve schijf (massa 13 kg, straal 0,45 m) draait vrij met 1150 rpm om een verticale wrijvingsloze as. Een dunne ring met massa 16 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.