Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden

Een vliegwiel met massa 80 kg en een traagheidsstraal van 0,25 m wordt gelijkmatig versneld van 100 rpm naar 900 rpm. Dit duurt 29 s. Bepaal het constante koppel T dat nodig is, wrijving verwaarloosd.

Een homogene slanke staaf met massa 7 kg en lengte 3 m draait om een as O loodrecht op de staaf, 0,3 m van het zwaartepunt G. Bepaal het massatraagheidsmoment I_O om die as.

Een blok van 14 kg hangt aan een lichte koord die om een katrol is gewikkeld, een homogene massieve schijf met massa 12 kg en straal 0,45 m die wrijvingsloos om een horizontale as draait. Het blok wordt vanuit rust losgelaten. Gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de hoekversnelling α van de katrol.

Een as brengt 167 kW over bij 1700 rpm. Bepaal het koppel T in de as.

Een persoon staat op een wrijvingsloze draaitafel en houdt in elke hand een halter van 5,5 kg, 0,9 m van de as. De persoon en de draaitafel hebben samen een traagheidsmoment van 4,5 kg·m² om de as. Ze draaien met 50 rpm en trekken dan de halters in tot 0,3 m van de as. Beschouw de halters als puntmassa’s. Bepaal het nieuwe toerental n₂ in rpm.

Een homogene slanke staaf met massa 7,5 kg en lengte 1,7 m hangt in rust aan een wrijvingsloos draaipunt aan zijn bovenuiteinde. Een kogel van 40 g die horizontaal met 420 m/s beweegt, raakt de staaf 0,93 m onder het draaipunt en blijft erin zitten. Gebruik g = 9,81 m/s². Bepaal de grootste hoek φ met de verticaal waarover de staaf uitzwaait.