Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden

Een homogene slanke staaf met massa 4 kg en lengte 1 m draait om een as O loodrecht op de staaf, 0,5 m van het zwaartepunt G. Bepaal het massatraagheidsmoment I_O om die as.

Een slinger bestaat uit een homogene slanke staaf (3 kg, 0,7 m lang) die aan zijn bovenuiteinde O draait, met een dunne massieve schijf met massa 5,5 kg en straal 0,1 m vast aan zijn onderuiteinde. De schijf zwaait in zijn eigen vlak en zijn middelpunt ligt 0,8 m onder O. Bepaal het massatraagheidsmoment I_O van de slinger om O.

Een homogene slanke staaf met massa 1,5 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 zijn hoekversnelling α vlak na het loslaten.

Een vliegwiel met een traagheidsmoment van 23,5 kg·m² draait met 500 rpm. Een rem oefent een constant wrijvingskoppel van 35 N·m uit. Hoeveel omwentelingen N maakt het vliegwiel voordat het stilstaat?

Een persoon staat op een wrijvingsloze draaitafel en houdt in elke hand een halter van 3 kg, 0,85 m van de as. De persoon en de draaitafel hebben samen een traagheidsmoment van 2,5 kg·m² om de as. Ze draaien met 25 rpm en trekken dan de halters in tot 0,15 m van de as. Beschouw de halters als puntmassa’s. Bepaal het nieuwe toerental n₂ in rpm.

Een homogene massieve schijf (massa 22 kg, straal 0,25 m) draait vrij met 900 rpm om een verticale wrijvingsloze as. Een dunne ring met massa 18 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.