Werkblad Rotatie van een star lichaam met antwoorden

Een vliegwiel met massa 130 kg heeft een traagheidsstraal van 0,4 m om zijn as. Het draait met 1300 rpm. Bepaal zijn kinetische energie E_k in kJ.

Een slinger bestaat uit een homogene slanke staaf (5 kg, 1,2 m lang) die aan zijn bovenuiteinde O draait, met een massieve bol met massa 4 kg en straal 0,25 m vast aan zijn onderuiteinde. Het middelpunt van de bol ligt 1,45 m onder O. Bepaal het massatraagheidsmoment I_O van de slinger om O.

Een homogene slanke staaf met massa 11 kg en lengte 2,6 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 as brengt 72,5 kW over bij 800 rpm. Bepaal het koppel T in de as.

Een persoon staat op een wrijvingsloze draaitafel en houdt in elke hand een halter van 2,5 kg, 0,65 m van de as. De persoon en de draaitafel hebben samen een traagheidsmoment van 2,5 kg·m² om de as. Ze draaien met 55 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 5,5 kg en lengte 0,5 m hangt in rust aan een wrijvingsloos draaipunt aan zijn bovenuiteinde. Een kogel van 5 g die horizontaal met 320 m/s beweegt, raakt de staaf 0,3 m onder het draaipunt en blijft erin zitten. Bepaal de hoeksnelheid ω van de staaf vlak na de botsing.